La ´arqueología espacial´ reconstruye la historia de una galaxia más allá de la Vía Láctea

El estudio, recogido este lunes en la revista Nature Astronomy, muestra una forma innovadora de reconstruir la evolución de galaxias lejanas y abre un nuevo campo de la astronomía, según destacan los autores, del Centro de Astrofísica de Harvard y el Instituto Smithsonian, en Estados Unidos.

«Es la primera vez que utilizamos un método de arqueología química con tal nivel de detalle fuera de nuestra propia galaxia», afirma una de las autoras, Lisa Kewley, directora del Centro de Astrofísica de Harvard.

La galaxia espiral examinada es NGC 1365, una de las más cercanas situadas fuera de la Vía Láctea. Su amplia forma de disco está orientada de tal manera que puede verse de frente desde la Tierra.

Los investigadores la han estudiado a través de observaciones llevadas a cabo por el telescopio Irenee du Pont del Observatorio de Las Campanas, en el desierto chileno de Atacama.

El artículo informa de que consiguieron una resolución lo suficientemente nítida como para separar y estudiar nubes individuales de formación estelar en la propia galaxia.

Para entender cómo se investiga la huella química que deja una galaxia, hay que tener en cuenta que las estrellas calientes brillan intensamente cuando son jóvenes; esa luz intensa ‘excita’ los gases cercanos y cada elemento del gas, como el oxígeno, produce líneas de luz brillantes y estrechas debido a esa excitación.

Los astrónomos saben que los centros de las galaxias suelen tener más elementos pesados, incluido el oxígeno, mientras que las partes exteriores tienen menos.

El patrón del oxígeno viene determinado por varios factores, entre ellos dónde y cuándo se formaron las estrellas y explotaron como supernovas, o  cómo ha fluido el gas hacia dentro o hacia fuera de la galaxia.

En este caso, los astrónomos han medido cómo cambian los patrones de oxígeno en NGC 1365 y los han comparado con simulaciones de galaxias desde poco después del Big Bang hasta la actualidad. Esas simulaciones muestran el movimiento del gas, la formación estelar, los agujeros negros y la evolución química en las galaxias.

Analizando las simulaciones de unas 20.000 galaxias, los autores han encontrado una que se ajusta estrechamente a las propiedades observadas de NGC 1365, y a partir de ella han deducido la historia de fusiones y crecimiento de la galaxia.

Sus conclusiones apuntan a que la región central de NGC 1365 se formó en una etapa temprana y desarrolló una gran cantidad de oxígeno.

Los investigadores creen que el gas de las zonas más externas de la galaxia se acumuló a lo largo de los siguientes 12.000 millones de años mediante colisiones con galaxias enanas más pequeñas.

Finalmente, creen que el gas de los brazos espirales externos de la galaxia se pudieron formar relativamente tarde, en los últimos miles de millones de años.

“Ha sido muy emocionante ver que nuestras simulaciones coinciden tan estrechamente con los datos de otra galaxia. Los procesos astronómicos que simulamos por ordenador nos están permitiendo ver la evolución de galaxias, como NGC 1365, a lo largo de miles de millones de años”, señala otro de los autores, Lars Hernquist, investigador de Harvard.

“Nuestro estudio muestra que NGC 1365 comenzó como una pequeña galaxia y creció lentamente hasta convertirse en una espiral gigante a través de múltiples fusiones con galaxias enanas más pequeñas”, añade Hernquist.

Al estudiar galaxias como NGC 1365, que presenta similitudes con la Vía Láctea, “queremos entender cómo hemos llegado hasta aquí, cómo se formó nuestra propia galaxia, si es típica o inusual, y cómo hemos acabado respirando el oxígeno que respiramos ahora mismo”, concluye Kewley.