El abrazo de las “galaxias fósiles”

Un caso curioso de paleoastronomía y canibalismo galáctico: un conjunto de pequeñas galaxias enanas relativamente cerca de aquí, que se están fundiendo en una sola galaxia, que pronto estará completada: sólo hay que esperar mil millones de años.


Un puñado de pequeñas galaxias en pleno proceso de ensamblaje. O lo que es lo mismo, la promesa de una gran galaxia por venir. La escena no sería para nada extraña si estuviésemos mirando a los confines del Universo, allí donde los telescopios más poderosos trabajan como máquinas del tiempo que nos muestran cómo era todo hace diez o doce mil millones de años. Justamente en las épocas en que las galaxias comenzaban a tomar forma, a partir de la fusión de piezas menores. Pero lo verdaderamente curioso, en este caso, es que lo que estamos viendo está pasando aquí nomás. O al menos, aquí nomás en términos astronómicos: a apenas 166 millones de años luz de la Vía Láctea. Un fenómeno cercano, absolutamente demorado en el tiempo. Dinosaurios astronómicos caminando por el patio de casa. Vivitos y coleando.

Hace poco, esta verdadera antigualla cósmica fue examinada, con lujo de detalles, por un grupo de astrónomos que supieron aprovechar las bondades del venerable Telescopio Espacial Hubble y otras dos joyitas por el estilo. En esta edición de Futuro compartimos las imágenes y las revelaciones de este curioso caso de paleoastronomía galáctica.
CONSTRUYENDO GALAXIAS

Las grandes galaxias modernas, como la Vía Láctea, Andrómeda, M 51 y tantísimas otras, no nacieron de un día para el otro. Ni tampoco, se gestaron con su tamaño, masa y perfil actual. Todo lo contrario: basándose en observaciones telescópicas, desarrollos teóricos, y simulaciones por computadora, los astrónomos piensan que estas monumentales islas de estrellas, gas y polvo se formaron a partir del lento proceso de fusión de piezas menores. De menor a mayor. Es el “modelo de formación jerárquica”: hace unos 12 a 13 mil millones de años –apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang–, las primitivas “galaxias enanas” (que tenían entre 1 a 10 por ciento del tamaño de las actuales) se fueron aglutinando, merced a su propia gravedad. Y así, como si fueran ladrillos, construyeron estructuras cada vez más grandes, que tomaron elegantes siluetas espiraladas, o bien, rechonchas formas elípticas. El ensamblaje de galaxias enanas puede verse, con cierta claridad, en las lejanísimas (y por lo tanto, antiquísimas) imágenes tomadas con supertelescopios. Parecía ser un mecanismo arcaico, sólo observable en los confines (y comienzos) del universo. Pero ahora, un resonante caso acaba de patear el tablero. Y para bien.
CURIOSIDAD EN ERIDANO

En un rincón del cielo, perdido en plena constelación de Eridano, existe un extraño objeto denominado, secamente, HCG 31. Y, a primera vista, podría perderse en el centenar de “Grupos Compactos de Hickson” (de ahí la sigla), una colección de apretadas formaciones galácticas que fueron identificadas y catalogadas, justamente, por Paul Hickson, un astrónomo canadiense. Pero HGC 31 es especial: por empezar, está relativamente cerca, a “sólo” 166 millones de años luz de la Vía Láctea. Y, además, ya desde los años ‘90, los astrónomos sospechaban que, dado su aspecto, desprolijo y pegoteado, este grupito de pequeñas galaxias estaba en pleno proceso de fusión.

Y bien, para aclarar los tantos, hace poco, un grupo de quince astrónomos encabezado por la doctora Sarah Gallagher, de la Universidad de Ontario, Canadá, decidió estudiar a HCG 31 con las mejores herramientas disponibles: por un lado, el infaltable Telescopio Espacial Hubble, ideal para observar al cúmulo en luz visible. Y, por el otro, un trío de telescopios espaciales no tan famosos: el Spitzer, el Swift y el Galex, que observan el Universo en luz infrarroja y ultravioleta. La idea de Gallagher y sus colegas era, justamente, examinar a HCG 31 en distintas longitudes de onda, para tener un panorama mucho más fino y completo de lo que allí estaba pasando.
LA IMAGEN QUE HABLA

El resultado de esta estrategia “multi longitud de onda” es la imagen que aquí vemos. Una postal cósmica espectacular, dramática y reveladora. Lo primero que salta a la vista es un caos generalizado, donde se destaca claramente el “choque” de las galaxias “A” y “C”, las más grandes y brillantes del grupo. Por encima de ellas, aparece el alongado componente “B”. A lo largo de una danza gravitatoria larga y compleja, las siluetas espiraladas de estas islas de estrellas se han ido estirando y deformando. “Son galaxias chicas, comparables a la Gran Nube de Magallanes, una de las galaxias satélites de la Vía Láctea –dice Gallagher– y calculamos que tienen una décima parte de su masa, lo que las coloca en el límite superior de lo que llamamos galaxias enanas.” Este trío forma el “núcleo duro” de HCG 31. Y ocupa un espacio de sólo 75 mil años luz. Por lo tanto, y volviendo a las comparaciones, entraría muy cómodo dentro de nuestra Vía Láctea (que mide más de 100 mil años luz de diámetro).

Esta exquisita imagen tiene más para contarnos: “E” es un componente menor, asociado al trío “A-B-C”. Y en el extremo derecho, aparece el componente “G”, una galaxia espiral un tanto aislada de sus compañeras. Pero su interacción gravitatoria con el resto es muy clara, especialmente por la presencia de “F”, una suerte de “puente” de estrellas y masas de gas y polvo, desprendidas de “A” y “C” (si notó que en esta descripción falta la letra “E”, hay una razón: es la pequeña galaxia que aparece a la izquierda de “B”, pero que no tiene nada que ver con HCG 31, porque está mucho más lejos).
LA FUSION DE LAS GALAXIAS

Más allá de lo que salta a la vista (proximidad y deformaciones gravitatorias), Gallagher resalta otros signos de interacción en HCG 31. Hay mucho gas (hidrógeno) bañando todo el conjunto, y forma grandes corrientes de velocidades muy variadas. Y todos esos gases revueltos, y muchas veces compactados por choques, están desatando oleadas de formación de estrellas en varias zonas: las imágenes del Hubble muestran nódulos muy brillantes, que son jóvenes cúmulos estelares (de unos pocos millones de años de edad). Familias de miles y miles de estrellas nacidas gracias a las colisiones de las agitadas nubes de hidrógeno. Lejos de agotarse, las mediciones realizadas por estos científicos revelan que las reservas de hidrógeno de HCG 31 alcanzarán para seguir fabricando estrellas durante cientos de millones de años más, a medida que el grupo sigue su proceso de fusión.

Cercanía, interacción, remolinos de gas y estallidos de formación estelar: “HCG 31 es un claro ejemplo de un grupo de galaxias que marcha hacía su fusión final”, redondea Gallagher.
FOSILES ASTRONOMICOS

De aquí a unos 1000 millones de años, esta familia de galaxias enanas se habrá fundido en una sola y respetable galaxia elíptica. Como dijimos antes, este tipo de procesos era moneda corriente en las primeras épocas del universo. Pero no en tiempos modernos (al estar a 166 millones de años luz, lo que vemos en HCG pasó hace 166 millones de años, nada en un universo que tiene casi 14 mil millones de años). Por eso el caso de HCG 31 llama tanto la atención: “Teniendo en cuenta la edad de algunas de sus estrellas, sabemos que el sistema tiene unos 10.000 millones de años de edad”, dice la astrónoma. Y agrega: “Estas galaxias son muy viejas, pero se están juntando por primera vez: son un muy raro ejemplo local de algo que era muy común en el cosmos primitivo”.

Viejas galaxias enanas que sobrevivieron, casi intactas, durante la mayor parte de la historia del Universo. Y que recién ahora comienzan a fusionarse. Ni más ni menos que el “modelo de formación jerárquica” en acción. Cerca, y por lo tanto, mostrando lujo de detalles: “HCG 31 está tan próximo que nos permite ver y entender los procesos iniciales de formación y evolución galáctica mucho mejor que antes”, explica Gallagher.

Y la pregunta obligada: ¿cómo es posible que esta familia de galaxias enanas haya sobrevivido, casi inmutable, todo este tiempo, para ensamblarse recién ahora? La científica arriesga una razonable respuesta: probablemente, estas pequeñas galaxias residen en una zona del Universo de baja densidad, y así quedaron a salvo de las típicas interacciones que afectaron a sus parientas de otras épocas.

Fósiles galácticos en pleno abrazo gravitatorio. Una postal moderna que parece replicar lo que pasó durante el amanecer del Universo. Un guiño de la naturaleza que nos ayuda a entender mejor extraordinarios procesos que nos desbordan de asombro. La astronomía nunca dejará de fogonear nuestra curiosidad. Y allí está su encanto.Por Mariano Ribas