ASTRONOMÍA

Galaxias ultravioleta

Legus es un ambicioso catálogo de 50 galaxias, observadas en colores ultravioleta con el telescopio Hubbe, y la base de datos más detallada que existe del Universo cercano

Seis de las galaxias del proyecto Legus. Imágenes del Telescopio Hubble.
NASA/ ESA/ LEGUS
Ángel R. López-Sánchez

A pesar de los sorprendentes descubrimientos en Astrofísica que hemos vivido en las últimas décadas aún nos quedan muchos misterios por desvelar. De hecho, normalmente al responder una pregunta nos han surgido varias más subyacentes al problema que intentábamos resolver. Por ejemplo, estudiando la expansión del Cosmos hemos descubierto que existe algo que llamamos «energía oscura» que es responsable de 74% del contenido de materia-energía del Universo, pero no tenemos ni idea de lo que es. Otro ejemplo: en apenas dos décadas hemos pasado de conocer un único sistema planetario (el nuestro) a conocer varios miles de ellos, pero esto nos ha servido para ahondar más en el desconocimiento de cómo se crearon los planetas del Sistema Solar, la Tierra con ellos.

Otro de los grandes misterios que nos quedan es explicar cómo exactamente ocurre la formación de las estrellas dentro de las galaxias. Sabemos que las estrellas se crean dentro de las nebulosas (nubes gigantescas de gas y polvo) y que de una misma nebulosa nacen cientos, miles de estrellas (un cúmulo estelar). Empezamos a ver relaciones entre observables, por ejemplo, a mayor cantidad de gas difuso en una galaxia, mayor cantidad de estrellas se crean en un tiempo dado. Los modelos teóricos se están refinando, pero el paso exacto de «nube de gas» a «cúmulo de estrellas recién nacido» nos es aún desconocido. Una de las razones de este desconocimiento viene del hecho de que las estrellas más jóvenes emiten la mayor parte de su luz en colores ultravioleta (colores «más azules que nuestro violeta»). La radiación ultravioleta, afortunadamente para nosotros y para el resto de seres vivos, es «filtrada» por la atmósfera terrestre, sólo una parte de ella (los famosos «rayos UVA/UVB», los menos energéticos) alcanzan la superficie de la Tierra, con efectos nocivos más que conocidos en la piel humana (orígenes de cánceres), de ahí el peligro de «quemarse» en la playa en verano.

Si las estrellas más jóvenes (muchas de ellas muy masivas) son las que emiten mayor cantidad de luz ultravioleta, pero ésta es absorbida por nuestra atmósfera, para entender la formación estelar irremediablemente hay que recurrir a observaciones con telescopios espaciales. En este sentido, el famoso Telescopio Espacial Hubble (HST, NASA/ESA) está jugando un papel fundamental. A diferencia de su sucesor, el Telescopio Espacial James Webb (JWST, NASA/ESA/CSA), que previsiblemente se lanzará en 2019 y que está especializado en observar colores infrarrojos, el HST se diseñó con el plan de poder observar los colores ultravioleta del Universo.

El mes pasado se hizo público un ambicioso catálogo de 50 galaxias del universo local observadas en colores ultravioleta con el Telescopio Espacial Hubble. Este proyecto, que se ha bautizado Legus (Cartografiado legado ultravioleta extragaláctico, en inglés Legacy ExtraGalactic UV Survey) y que está liderado por la astrofísica italiana Daniella Calzetti (Universidad de Massachusetts, Estados Unidos), supone la base de datos más detallada obtenida jamás de imágenes en ultravioleta de galaxias cercanas.

Legus combina nuevas observaciones del HST con datos de archivo (en las casi tres décadas que el Hubble lleva observando el firmamento ha recopilado un gran número de observaciones de galaxias) de galaxias espirales y enanas localizadas entre 11 y 58 millones de años luz de distancia (más o menos hasta la distancia del cúmulo de galaxias de Virgo).

Lo sorprendente de estas observaciones en ultravioleta, para las que se usó tanto la Cámara de Campo Grande 3 (WFC3) como la Cámara Avanzada para Muestreos (ACS) del Telescopio Espacial Hubble, es que son capaces de resolver estrellas individuales en estas galaxias cercanas, muchas de ellas agrupadas en cúmulos de estrellas jóvenes. En total, Legus ha catalogado unas 39 millones de estrellas con masas al menos 5 veces la del Sol, y censado unos 8000 cúmulos de estrellas jóvenes. En efecto, muchas de estas estrellas tienen una edad de entre 1 millón y 100 millones de años, un suspiro en el tiempo cósmico.

Algunas de ellas son tan masivas que pronto (como mucho en unos pocos millones de años) explotarán como supernova.

Curiosamente, dadas las limitaciones observacionales y que la Vía Láctea en realidad es una galaxia más bien modesta, las agrupaciones estelares observadas en Legus son generalmente unas 10 veces más grandes que los cúmulos que vemos en nuestra Galaxia.

La figura muestra seis de las imágenes en color obtenidas con Legus para dos galaxias enanas (UGC 5340 y UGCA 281) y cuatro galaxias espirales (NGC 3368, NGC 3627, NGC 6744 y NGC 4258). Todas ellas poseen intensa formación estelar, que se suele encontrar lejos del centro. En UGC 5340 se observa una zona de intensa actividad abajo derecha, parece que ha sido generada por la interacción con un objeto difuso. Aún así toda la galaxia enana está formando estrellas, de ahí el color blanquecino que presenta. Por otro lado en UGCA 281 se observan dos cúmulos gigantes de estrellas asociados a nebulosas (en color verdoso), pero en el resto de la galaxia dominan los colores rojizos, indicando que son estrellas viejas. En el caso de las galaxias espirales se observa que la formación estelar ocurre a lo largo de los filamentos oscuros que forman los brazos espirales. Algunas nebulosas, encendidas por la luz ultravioleta de las estrellas jóvenes y masivas, aparecen en colores rosáceos. Las partes centrales de las galaxias espirales están dominadas por colores anaranjados, de nuevo indicando estrellas mucho más evolucionadas.

Los datos del HST obtenidos por Legus proporcionan información fundamental a la hora de entender mejor la formación estelar en las galaxias. De forma paralela a las observaciones, los astrofísicos han creado mejores modelos computacionales que intentan explicar los datos, para así investigar los procesos exactos que llevan a cada galaxia a formar estrellas, y de ahí extraer el comportamiento general. Para ello también se están teniendo en cuenta la localización dentro de la galaxia de los cúmulos de estrellas y la diferencia de si se encuentra o no dentro de un brazo espiral, en las partes intermedias, cerca del centro o en las partes externas de las galaxias. Es más, estos datos también son fundamentales a la hora de trazar lo que se conoce como «historia de formación estelar», cuándo y a qué ritmo se han generado las estrellas que vemos en una galaxia con el paso del tiempo cósmico. En resumen, todos los datos del proyecto Legus nos darán a los astrofísicos extragalácticos mucho trabajo en la próxima década.

(*) El autor, astrofísico cordobés en Australian Astronomical Observatory / Macquarie University y miembro de la Agrupación Astronómica de Córdoba, escribe regularmente en el blog El Lobo Rayado.

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