Explican el origen de las galaxias ultradifusas rojas y aisladas

En el universo, existe una gran diversidad de galaxias que varían, por ejemplo, en aspecto, tamaño, color y masa. Además, pueden estar aisladas, formar sistemas de pocos miembros o agruparse en cúmulos de cientos de ellas. Uno de los grandes desafíos actuales es poder explicar esa diversidad.

Cada galaxia es el resultado de múltiples procesos físicos que conducen su formación y evolución. Éstos están relacionados tanto con mecanismos internos como con la interacción de la galaxia con su entorno.

Galaxias ultradifusas de campo 

Existen modelos que permiten entender cómo se forman algunos de los diferentes tipos de galaxias. Sin embargo, hay algunas galaxias que aún no pueden ser entendidas. Un ejemplo de ellas son las galaxias ultra difusas (UDGs, por sus siglas en inglés). Éstas tienen un bajo contenido estelar pero un gran tamaño. Es decir, son “poco densas” comparadas con las galaxias típicas de su tamaño y “enormes” comparadas con las que tienen la misma cantidad de estrellas. Son estas raras características las que hacen que no se puedan explicar mediante los modelos de evolución más comunes.

Por otra parte, las galaxias, tal como las hornallas de una cocina, cuando están quemando bien el gas, son azules; y, cuando éste comienza a escasear, son rojas. En general, las galaxias rojas están en grupos y las azules, más alejadas. Esto se explica porque en los grupos, debido a las interacciones, pierden el gas que las rodea mientras que, cuando están aisladas conservan ese gas, y esto les permite seguir formando estrellas. A aquellas galaxias que se encuentran en entornos más tranquilos y, en general, son azules se les denomina ‘galaxias de campo’. Sin embargo, hay algunas galaxias ultradifusas de campo que han dejado de formar estrellas, es decir que son rojas (o apagadas). Estos objetos, si bien han sido observados, son muy raros y parecían ser muy difíciles de explicar.

Explicación

Gracias a un estudio minucioso encabezado por José Benavides, becario doctoral del CONICET en el Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE, CONICET-UNC), se pudo entender cómo se generan las galaxias ultradifusas rojas y aisladas. Para poder esclarecer esto, utilizaron una simulación numérica de última generación (denominada TNG50); identificaron las galaxias ultradifusas rojas de campo y trazaron su evolución hacia atrás en el tiempo. De esta manera, lograron observar las modificaciones que éstas sufrieron desde su origen hasta convertirse en estos enigmáticos objetos. El trbajo fue publicado en Nature Astronomy.

“Las galaxias tienden a agruparse, y es común que las más pequeñas caigan a grupos donde hay otras más masivas. Sin embargo, algunas de estas son eyectadas violentamente de estas agrupaciones y devueltas al campo. Tal es el caso de algunas de estas galaxias ultradifusas que se formaron en regiones poco densas, ingresaron a un grupo de galaxias y, luego, fueron enviadas al exilio. Además, este pasaje las despojó de su gas y, por lo tanto, de la capacidad de formar estrellas”, afirma Benavides, quien es además docente en la Facultad de Matemática, Astronomía Física y Computación de la Universidad Nacional de Córdoba (FaMaFyC, UNC).

Grupo de trabajo 

El equipo que lideró este estudio está integrado, además, por Laura Sales, una científica argentina que trabaja en la Universidad de California (Estados Unidos) y Mario Abadi, investigador del CONICET ene el IATE, profesor del Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC, UNC) y director de Benavides.

La relevancia de los estudios que este equipo viene realizando le permitió tener colaboradores que están desarrollando algunas de las simulaciones cosmológicas actuales más potentes; así como, acceder a los datos más apropiados para sus investigaciones y contar con el apoyo de coautores para el análisis, la interpretación y la comparación con las observaciones de los resultados obtenidos.

Logro y trabajo a futuro 

Si bien, en un comienzo, vieron como un desafío el poder presentar su trabajo en la prestigiosa revista, José Benavides y Mario Abadi destacan que es una alegría que se logren estos resultados, a pesar del contexto pandémico actual y, por ejemplo, de la diferencia de recursos disponibles con respecto a otros centros de investigación del mundo. Abadi, quien tiene una amplia trayectoria en el estudio de la formación y evolución de las galaxias, señala que “este tipo de logros es una muestra del talento, el esfuerzo y las ganas de seguir a pesar de las adversidades y que, en gran parte, este trabajo es mérito de José y Laura”.

Sales, por su parte señala el orgullo y la felicidad de que este logro haya sido alcanzado por Benavides, quien está realizando actualmente sus estudios de posgrado. También resalta el esfuerzo que el equipo mostró en estos tiempos adversos: “No es fácil mantener el foco y el ánimo en la investigación cuando amigos, familiares y conocidos son afectados por la pandemia. Benavides y Abadi demostraron excelente ética de trabajo, y esto es un reconocimiento a su gran esfuerzo”. Además, expresa que siempre es muy gratificante colaborar con investigadores y estudiantes de la UNC, su ‘alma mater’.

Actualmente, el equipo continúa examinando el Universo e indagando en los procesos que intervienen en la formación de diferentes tipos de galaxias.