Cuando imaginamos las galaxias, a menudo las visualizamos como discos de estrellas girando en el vasto universo, pero la realidad es más compleja. Las galaxias existen en vecindarios cósmicos que incluyen cientos de otras galaxias unidas por la fuerza de la gravedad, conocidos como cúmulos de galaxias. En estos cúmulos, generalmente, hay una galaxia predominante que alberga un agujero negro supermasivo en su núcleo.
Estos agujeros negros no son simplemente “aspiradoras” que absorben todo a su alrededor; también expulsan plasma a velocidades cercanas a la luz, lo que puede calentar y mover el gas que los rodea. Este gas alcanza temperaturas de millones de grados y emite rayos X, creando un baile cósmico donde materia y energía se entrelazan, dando forma a las galaxias.
Este fenómeno ha suscitado interrogantes en la astronomía, pues al estudiar la composición química de este gas caliente se ha encontrado que es muy similar a la de nuestro Sol. Este hallazgo se conoce como la “paradoja solar”.
Desde la Universidad de Santiago, la Dra. Valeria Olivares, profesora del Departamento de Física, lidera un proyecto Fondecyt Regular que investiga por qué se presenta esta paradoja y qué procesos físicos y químicos la explican. Su investigación pretende desvelar cómo el gas caliente en el centro de los cúmulos obtiene una composición tan similar a la del Sol, y cómo estas interacciones influyen en la formación y evolución de galaxias como la Vía Láctea.
“Resolver este enigma contribuirá a mejorar nuestra comprensión de la historia química de las galaxias. El objetivo de este proyecto es analizar la formación y evolución de las galaxias, además de los efectos que fenómenos como la actividad de los agujeros negros supermasivos tienen sobre su desarrollo”, indica Olivares.
Este misterio cobra mayor importancia con los recientes descubrimientos del telescopio espacial James Webb, que ha identificado galaxias masivas y ricas en metales en un universo joven, apenas cientos de millones de años después del Big Bang, un período breve en comparación con la edad del universo. Estos hallazgos desafían los modelos de formación galáctica actuales y generan nuevas preguntas sobre los procesos que facilitaron su rápido crecimiento.
“Si logramos entender cómo funcionan estos entornos en el universo cercano, podremos encontrar pistas sobre la formación de esas galaxias grandes y ricas en metales en las etapas tempranas de la historia cósmica, lo que nos ayudará a comprender más sobre la historia del universo”, añade.
Para llevar a cabo este estudio, el proyecto utilizará observaciones en múltiples longitudes de onda y tecnologías avanzadas, combinando datos que no se pueden obtener con un único instrumento. Para analizar el gas caliente que rodea estas galaxias, se emplearán satélites de rayos X como Chandra y XMM-Newton, que orbitan fuera de la atmósfera terrestre, dado que esta bloquea la radiación de rayos X.
A través de estos satélites, se podrá observar el gas a temperaturas de millones de grados y determinar su composición química mediante el análisis de su luz. Además, se contará con el nuevo satélite XRISM, que proporcionará mediciones más precisas y detalladas de la química del gas, identificando elementos como hierro, oxígeno o silicio, esenciales para entender su historia.
Asimismo, para estudiar las galaxias centrales y sus poblaciones estelares se utilizará el instrumento MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) en la Región de Antofagasta, uno de los observatorios más potentes del mundo. Este instrumento descompone la luz de las galaxias en un arcoíris extremadamente detallado, lo que permite analizar los metales en sus estrellas y su movimiento dentro de la galaxia.
Al comparar la composición química del gas caliente con la de las estrellas, el equipo podrá reconstruir esta historia, aprovechando las condiciones únicas del cielo chileno para comprender cómo se mezclan y enriquecen estos componentes, lo que proporcionará pistas sobre los procesos que formaron galaxias como la Vía Láctea.
“Chile juega un papel crucial en este proyecto. Nuestros cielos son de los más limpios del mundo, y el VLT en el norte del país es fundamental para realizar estas observaciones. Podremos comparar la composición química del gas caliente con la de las estrellas en la galaxia central, explorando cómo se alimentan y enriquecen mutuamente”, detalla Valeria Olivares.
Grupos de galaxias pequeñas
El proyecto también se enfocará en los grupos de galaxias más pequeñas, donde las interacciones y fusiones son más frecuentes. A diferencia de los cúmulos masivos, en estos grupos las galaxias están más cercanas, lo que facilita los encuentros y las fusiones, así como la mezcla de gas y metales que pueden dar origen a nuevas estrellas.
“Estos encuentros pueden desplazar el gas, enfriarlo, formar nuevas estrellas o incluso enriquecer el agujero negro central. Todo ello deja huellas en la composición química del sistema. Comprender estos procesos nos brindará una visión más completa de cómo se forman y evolucionan las galaxias, incluida nuestra Vía Láctea”, señala la investigadora.
Más allá de la investigación científica, el proyecto tiene como objetivo formar nuevas generaciones de astrónomos, por lo que incluye la participación de estudiantes de pregrado y posgrado, quienes contribuyen en la reducción y análisis de datos, así como en el diseño de las observaciones.
“Para mí es fundamental que esto no solo represente un avance en el conocimiento, sino que también sea una oportunidad para formar estudiantes. Queremos dejar un legado que permita continuar investigando estas preguntas y fortalecer la astronomía en Chile”, concluye.
The post El origen de las galaxias: proyecto científico buscará pistas sobre la historia del cosmos appeared first on La Nación.
Con Información de www.lanacion.cl
