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GAVETA DE ASTROFÍSICA | COORDINADORA: ADRIANA DE LORENZO-CÁCERES RODRÍGUEZ | @GAVETA_ASTRO

Pedro Navaja

23/dic/18 6:04 AM
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Las galaxias más masivas del Universo aparecen en nuestros telescopios con formas redondeadas y colores rojizos (izquierda). Este signo de “vejez” contrasta con la apariencia de las galaxias menos masivas (derecha), que tienen aspecto de discos azulados como consecuencia de la formación continua y pausada de nuevas estrellas. Toda la variedad de galaxias que vemos en nuestro vecindario galáctico se explica casi por completo gracias a algo muy simple: la masa. ¿Cuánto pesa una galaxia? Crédito de las imágenes: European Southern Observatory/

Ignacio Martín Navarro

“Si naciste pa’ martillo, del cielo te caen los clavos”, canta Rubén Blades, y es que escapar a los deseos del destino suele ser una tarea complicada, casi imposible. Nacer siendo pobre o rico va a determinar tu colegio, tus notas y hasta tu puesto de trabajo, por mucho que intentes remar contra corriente. En el Universo, como en nuestra sociedad, la “meritocracia” tiene un carácter simbólico y la vida de todas las galaxias está marcada desde el inicio por una cantidad fundamental: su masa.

En entradas anteriores de esta Gaveta de Astrofísica se ha descrito ya la turbulenta vida de las galaxias más masivas del Universo. Estas galaxias crearon sus estrellas de una manera muy rápida, llegando a formar cientos de ellas como el Sol cada año. Este proceso es particularmente extenuante y las galaxias no pueden aguantar el ritmo por mucho tiempo. Así es que cuando vemos estos objetos en el Universo, suelen tener un aspecto “envejecido”, donde lo único que queda son estrellas moribundas y rojas. La forma de las galaxias masivas, redondeada y difusa, es el reflejo de una corta pero intensa vida.

Por otro lado, las galaxias menos masivas tienen una apariencia completamente distinta. Suelen presentar colores azules, clara indicación de que siguen formando estrellas hoy en día. Además, su forma es generalmente de disco, como el caso de nuestra Vía Láctea. Si mirásemos al cielo nocturno desde una de estas galaxias nos costaría saber si estamos en la Tierra o en un mundo lejano. Ser una galaxia de baja masa en nuestro Universo te asegura tener una vida tranquila, creando estrellas poco a poco a lo largo de miles de millones de años.

Y así, al mirar al cielo con nuestros telescopios, vemos a las galaxias cambiar de color y forma, unas que parecen pequeños discos azules y otras que son gigantes elipses rojas. Y siempre la masa. Masa pequeña, galaxia azul; masa grande, galaxia roja. Masa pequeña, galaxia como un disco; masa grande, galaxia como una pelota. La sencillez del Universo puede ser a veces abrumadora y esta relación tan fuerte entre color, forma y masa de las galaxias nos habla de un proceso fundamental. Y he ahí lo maravilloso. De alguna manera, hemos sido capaces de descubrir uno de los secretos más íntimos del Universo, una ley básica que describe con una sola propiedad, la masa, la vida de todas las galaxias. Empíricamente, tenemos una regla que predice tan bien lo que observamos como lo puede hacer la Relatividad de Einstein o la Física Cuántica. Una receta con un único ingrediente, una ecuación con una única variable. ¿Parece fácil, no? Pues no tenemos ni idea de cómo funciona. Y es que, a veces, los puzles de una sola pieza son los más complicados.

Siendo una pregunta tan fundamental y aparentemente sencilla, muchos años de esfuerzo se han dedicado a entender cómo hace la masa de las galaxias para ser tan importante en su evolución. Teóricamente se ha predicho que la transición entre galaxias de baja masa y las masivas se debe, simplemente, a un cambio de gobierno. En las galaxias poco masivas, las estrellas parecen ser capaces de autorregular su formación. En las galaxias masivas sin embargo, este carácter “asambleario” se pierde y es el agujero negro central, del que ya hemos hablado en alguna otra ocasión, quien gobierna el porvenir de la galaxia. El Universo pues solo sabe formar galaxias de dos maneras que además nunca se combinan: las galaxias poco masivas y azules regulan su propia formación, mientras que la evolución de las más masivas y rojas está controlada por el agujero negro central.

¿Fin de la historia? Bueno, el problema como casi siempre viene a la hora de comprobar observacionalmente esta hipótesis. La Astronomía tiene un aspecto que la diferencia de cualquier otra ciencia y que la hace, en mi humilde opinión, muy interesante: no podemos alterar nuestro experimento, que no es otro que el Universo en sí mismo. Estamos aquí, parados en un punto del espacio y del tiempo, sin control alguno sobre nuestro entorno. Un médico puede cambiar la dosis de medicina y ver cómo eso afecta al paciente, un químico puede alterar la temperatura a la que ocurre una reacción y observar cómo eso cambia su muestra. Un astrónomo, pobre, se tiene que limitar a observar, sin poder hacer nada. Ahí está la magia de la Astronomía. Somos meros espectadores tratando de descubrir cómo funciona el cosmos sin más ayuda que la de un telescopio y nuestra imaginación.

Sabiendo esto, es razonable que nos haya costado más de cincuenta años empezar a entender, basado en nuestros datos, el efecto de la masa en la formación de las galaxias. En un estudio publicado este mismo año hemos encontrado lo que parece ser una primera evidencia de cómo las galaxias, dependiendo de su masa, pasan de formar estrellas de forma controlada, a ser controladas por el efecto del agujero negro central. En un Universo tan rico y complejo como en el que vivimos, con tantas galaxias, tan distintas las unas de las otras, lo único que parece importar es la masa. La próxima vez que puedas disfrutar de la Vía Láctea en una noche oscura es posible que sientas un poco de pena sabiendo que ella, en toda su grandeza, poco puede hacer en contra de su destino. Es lo que tiene la masa.

Ignacio Martín Navarro nació en Santa Cruz de Tenerife. Tras licenciarse en Física y doctorarse en Astrofísica por la Universidad de La Laguna con un proyecto llevado a cabo en el Instituto de Astrofísica de Canarias, desarrolla ahora su actividad investigadora a caballo entre la Universidad de California, Santa Cruz, y el Max-Planck-Institut für Astronomie, Alemania, estudiando la formación y evolución de las galaxias más masivas del Universo. 

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