¿Nuestra Vía Láctea es una galaxia zombi y nosotros sin saberlo?

Como si de un zombi se tratara, la Vía Láctea puede que ya esté muerta pero siga existiendo. Sabemos que Andrómeda, nuestra constelación vecina, pasó a mejor vida hace unos pocos de miles de millones de años pero no ha sido hasta hace poco cuando ha empezado a manifestarlo externamente.

Parece que las galaxias pueden “perecer” (dejar de convertir gas en nuevas estrellas) de dos maneras diferentes y a través de procesos muy diversos. Las galaxias como la Vía Láctea o Andrómeda lo hacen de una forma muy muy lenta que dura miles de millones de años.

Una de las grandes preguntas de la astrofísica extragaláctica es cómo y por qué las galaxias “apagan” su formación estelar y cambian su morfología o forma. Puede que estemos al borde de entender cómo ocurre y en parte se debe a científicos no profesionales que se han dedicado a procesar millones de imágenes galácticas para poner orden a lo que está ocurriendo ahí fuera.

Las galaxias crecen formando nuevas estrellas

Las galaxias son sistemas dinámicos que producen gas de forma continua, convirtiendo parte del gas en estrellas. Al igual que las personas, las galaxias necesitan alimento y en el caso de las galaxias dicho “alimento” es un suministro de hidrógeno fresco de la red cósmica, los filamentos y halos de la materia oscura que conforman las estructuras más grandes del universo. Una vez que el gas se enfría y acaba en los halos de la materia oscura, se convierte en un disco que se puede enfriar más aún y puede acabar fragmentándose en estrellas.

A medida que las estrellas envejecen y mueren pueden devolver parte de ese gas a la galaxia, ya sea mediante vientos de la estrella o pasando a ser una supernova. Cuando las estrellas gigantes mueren durante las explosiones, calientan el gas que hay a su alrededor e impiden que se enfríe demasiado rápido. Según los astrónomos, esto forma parte de un proceso de autorregulación en la formación de estrellas en la galaxia. El calor de las estrellas muertas hace que el gas cósmico no pase a formar nuevas estrellas tan fácilmente, lo que hace disminuir el número de estrellas que se pueden crear.

La mayoría de estas galaxias que forman estrellas tienen forma de espiral o de disco, como es el caso de nuestra Vía Láctea.

Pero hay otro tipo de galaxia que tiene una forma o morfología, como dirían los astrónomos, muy diferente. Estas galaxias elípticas gigantes tienden a tener una apariencia esferoidal o de un balón de fútbol. No están tan activas porque han perdido el suministro de gas y por tanto han dejado de formar nuevas estrellas. Las estrellas de estas galaxias orbitan sin mucho orden, lo que les proporciona esa forma voluminosa y redonda.

Estas galaxias elípticas se diferencian en dos aspectos importantes: ya no crean estrellas y tienen una forma diferente ¿Qué ha podido pasar para que estas galaxias hayan sufrido semejantes cambios?

¿Azul = joven y roja = vieja?

Desde principios del siglo XX, la división básica a la hora de clasificar las galaxias consiste en, por un lado, galaxias que brillan a la luz azul de estrellas gigantes, jóvenes y de corta vida y, por otro, galaxias elípticas inactivas bañadas por el cálido resplandor de antiguas estrellas de menor tamaño.

Sin embargo, a medida que los estudios modernos como el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) empezaron a registrar cientos de miles de galaxias, aparecieron objetos que no encajaban en ninguna de esas dos categorías. Un gran número de galaxias rojas inactivas no tienen para nada una forma elíptica, sino que más bien mantienen una forma de disco. De alguna manera estas galaxias dejaron de formar nuevas estrellas sin cambiar su estructura de forma drástica.

Al mismo tiempo empezaron a aparecer galaxias azules elípticas con una estructura similar a las de las galaxias elípticas “rojas y muertas”. Sin embargo estas galaxias brillan a la luz de las estrellas jóvenes, lo que nos muestra que la formación de nuevas estrellas se sigue produciendo en estas galaxias.

¿Cómo puede ser que estas dos anomalías (las espirales rojas y las elípticas azules) formen parte de la evolución de las galaxias?

Que alguien llame a los ciudadanos científicos

Como estudiante de postgrado en Oxford, me dediqué a buscar alguna de estas galaxias anómalas, siendo las elípticas azules las que más me interesaban y las pistas que podían darnos sobre la formación de las galaxias elípticas en general.

Hubo un momento en el que me pasé una semana entera analizando casi 50.000 galaxias del SDSS a ojo porque ninguna de los algoritmos disponibles para clasificar las formas de las galaxias era lo suficiente bueno para esta tarea. Encontré algunas galaxias elípticas azules, pero la tarea de analizar el millón de galaxias disponibles en SDSS a ojo no la podía llevar a cabo por mi cuenta.

Poco después, junto con un grupo de colaboradores lanzamos galaxyzoo.org e invitamos a los científicos no profesionales que participaran en esta investigación de astrofísica. Al ingresar en Galaxy Zoo se mostraba una imagen de una galaxia y una serie de botones correspondientes a las posibles clasificaciones, así como un tutorial para ayudar a reconocer los diferentes tipos de galaxias.

Cuando dejamos de registrar las clasificaciones de 250.000 participantes, cada una del millón de galaxias en Galaxy Zoo había sido clasificada más de 70 veces, lo que me proporcionaba clasificaciones fidedignas hechas por personas, incluyendo una dosis de incertidumbre ¿65 de 70 científicos no profesionales están de acuerdo que esta galaxia es elíptica? ¡Muy bien! Si no existe un consenso, también es información.

Aprovechando la “sabiduría popular” y la incomparable capacidad humana para reconocer esquemas, pudimos clasificar un millón de galaxias y descubrimos muchas de las poco comunes azules elípticas y rojas espirales para poder estudiarlas. Diagrama color-magnitud para galaxias. Las galaxias azules forman estrellas y están abajo, mientras que las galaxias rojas inactivas están arriba.

¿Viviendo de forma involuntaria en el valle verde?

La confluencia entre los tipos de galaxias se denomina como el ["valle verde"](https://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_color-magnitud_para_galaxias. Puede que suene pintoresco, pero se refiere a los tipos de galaxias que se encuentran entre las galaxias azules con alta formación estelar (la “nube azul”) y las galaxias rojas de evolución pasiva (la “secuencia roja”). Las galaxias de color “verde” u otro color intermedio son aquellas cuyo proceso de formación estelar está por finalizar pero todavía sucede a pequeña escala: el proceso ha finalizado recientemente, puede que incluso hace solo unos pocos de cientos de millones de años.

A modo de anécdota, el origen del término “valle verde” puede que se remonte a una charla dada en la Universidad de Arizona sobre la evolución de las galaxias donde, mientras el orador describía el diagrama de color-magnitud para galaxias, alguien del público gritó: “¡El valle verde adonde las galaxias van a morir!”. El Valle Verde es una comunidad de jubilados cercana a la Universidad de Arizona.

Para nuestro proyecto, el momento más importante llegó cuando echamos un vistazo al ritmo al que varias galaxias morían. Descubrimos que las galaxias de muerte lenta son las que tienen forma de espiral y las de muerte rápida son las elípticas, de ahí que tenga que haber dos vías evolutivas diferentes que lleven a la extinción de las galaxias. Cuando nos pusimos a explorar estas dos situaciones (muerte lenta y muerte rápida) quedó claro que las diferencias están relacionadas con el suministro de gas que alimenta la formación de estrellas en primer lugar.

Imagínate una galaxia en espiral como nuestra Vía Láctea convirtiendo gas en estrellas a medida que va llegando el gas y de repente algo pasa que corta el grifo del suministro: puede que la galaxia acabara en un cúmulo gigante de galaxias donde el gas interno caliente aisle del gas fresco del exterior o puede que el halo de materia oscura haya crecido tanto que el gas se caliente hasta tal punto que ya no pueda enfriarse en el tiempo del universo. En cualquier caso, la galaxia en espiral se queda solo con las reservas de gas.

Dado que estas reservas pueden ser enormes y que la conversión de gas a estrellas es un proceso muy lento, nuestra galaxia en forma de espiral puede seguir con esa apariencia de estar “viva” con nuevas estrellas mientras que el ritmo real de la formación de estrellas decline durante varios miles de millones de años. La lentitud glacial que supone usar las reservas de gas significa que para cuando nos hayamos dado cuenta de que una galaxia está en fase terminal, el “detonante” puede que haya ocurrido hace miles de millones de años.

Andrómeda, la galaxia gigante en forma de espiral más cercana, está en el valle verde y probablemente inició su debilitamiento hace varios eones: es una galaxia zombie pero se sigue moviendo, sigue produciendo estrellas, pero a un ritmo más lento comparada con una galaxia que forma estrellas de forma normal. Averiguar si la Vía Láctea se encuentra en el valle verde, si está en proceso de apagarse, supone un reto mucho mayor porque al estar en la Vía Láctea no podemos medir fácilmente sus propiedades integradas de la forma en la que lo hacemos con las galaxias lejanas.

Incluso remitiéndonos a datos inciertos, parece que la Vía Láctea está al borde del valle verde e incluso es posible que la Vía Láctea se trate de un zombi, habiendo muerto hace miles de millones de años.

Autor: Kevin Schawinski, Doctor en Astrofísica de Galaxias y Agujeros Negros, Swiss Federal Institute of Technology (Zurich)

Este artículo ha sido publicado originalmente en The Conversation. Puedes leer el artículo original aquí.

Fotos | NASA, ESA