¿Por qué conformarnos con una cuando podemos tener dos?

Así que eres astrofísica. Pero, en la práctica, ¿a qué te dedicas?

-Yo "hago" galaxias.

Este breve intercambio de palabras suele ser la antesala de una interesante y larga discusión. El entusiasmo me hace hablar cada vez más rápido y el interlocutor tiene licencia para hacer cualquier pregunta que le venga a la mente, desde la importantísima "y eso para qué sirve" hasta la básica y nada estúpida "qué es una galaxia".

Yo estudio galaxias "con barra". Las galaxias pueden tener muchas formas diferentes, pero todos tenemos en mente la típica imagen de undisco con brazos espirales y una "bola" central que los astrofísicos llamamos bulbo. Gran parte de estas galaxias tipo disco presentan, además, una estructura alargada en forma de barra compuesta del mismo material que el resto: estrellas, gas y polvo. Aunque la existencia de las galaxias barradasha quedadoun tanto desvinculada de los principales canales de divulgación científica, los astrofísicos estamos muy acostumbrados a ellas: las barras están presentes en la mayoría de las galaxias tipo disco e incluso nuestra galaxia hogar, la Vía Láctea, contiene una barra. Es por ello que muchas veces nos olvidamos de lo singular que es que una estructura alargada pueda formarse en el seno de un disco que gira sobre sí mismo y, por tanto, presenta un alto grado de simetría axial o de rotación.

La ruptura de la simetría axial debido a la presencia de una barra tiene grandes implicaciones para la evolución de la galaxia anfitriona: las barras son capaces de transportar material (gas y estrellas) hacia el interior y el exterior, es decir, hacia las regiones centrales y el disco galáctico. Las consecuencias son la formación de nuevas estrellas y otras componentes que modifican la estructura de la galaxia. Pero ¿por qué conformarnos con una cuando podemos tener dos?

Si la presencia de una barra en una galaxia es sorprendente, el hecho de que algunas galaxias tengan no una sino dos barras a la vez es apabullante. Las galaxias con dos barras fueron observadas por primera vez durante los años noventa. Desde entonces se ha confirmado la coexistencia de dos barras en aproximadamente una de cada cinco galaxias tipo disco cercanas a la Vía Láctea. Esta fracción seguramente aumente en el futuro próximo gracias al desarrollo de telescopios más grandes, instrumentos más sensibles y mejores técnicas de análisis. La justificación para esta afirmación es que, cuando dos barras coexisten en una galaxia, una de ellas es siempre bastante "pequeña" y por tanto difícil de detectar. Es la llamada barra interna, con un tamaño entre cinco y diez veces menor que el de la barra externa.

La existencia de galaxias con dos barras representa un reto para la investigación astrofísica actual. Aquellos que realmente "hacen" galaxias, los simuladores que intentan reproducir en sus ordenadores la formación y evolución del Universo, encuentran grandes dificultades para crear este tipo de objetos que sí existen en el Universo real. Tampoco tenemos claras las consecuencias específicas de tener dos barras en una galaxia: además de contribuir a la formación de estrellas y los cambios morfológicos del mismo modo que una barra simple, se ha teorizado que la barra interna, gracias a su pequeño tamaño, puede transportar material a regiones tan centrales que alcanza incluso la zona de acción del agujero negro. Se conecta así la existencia de las barras dobles con otro tema muy debatido hoy en día y del que ya se ha hablado con anterioridad en Gaveta de Astrofísica: ¿por qué hay agujeros negros activos en los núcleos de las galaxias?

Para comprender la verdadera relevancia de la existencia de dos barras en una galaxia hemos de estudiar sus propiedades y analizarlas a la luz de las predicciones que la teoría y las simulaciones hacen de ellas. No es tarea fácil: la compleja estructura de estos objetos implica que el nivel de calidad necesario para su observación y análisis es muy exigente. Pese a todo, en la última década se ha progresado bastante gracias a nuevos instrumentos que han permitido obtener mejores datos. Durante los últimos años hemos descubierto que la barra externa se forma en primer lugar. A continuación, el gas fluye a lo largo de ella y se acumula en el centro, donde nuevas estrellas nacen y forman la barra interna. Los resultados apuntan a que, una vez formada la barra interna, el gas viaja por ella hacia zonas más centrales, pero no disponemos de evidencias claras de su conexión con el agujero negro... aún.

Otras muchas preguntas están todavía sin respuesta: ¿todas las galaxias con barra desarrollarán una barra interna en algún momento de su vida? ¿Pueden las barras crearse y desaparecer varias veces en una misma galaxia? El futuro se presenta lleno de avances en este campo, con potentes instrumentos tales como el espectrógrafo MEGARA que serán instalados en enormes telescopios como el Gran Telescopio CANARIAS. Solo cuando consigamos tener todos los datos, casarlos con las predicciones teóricas y finalmente entender cada paso de la evolución del Universo, podremos asegurar que comprendemos las leyes físicas que todo lo gobiernan.