Los científicos de la EPFL han completado la fastidiosa tarea de analizar en detalle 27 galaxias enanas, identificando las condiciones bajo las cuales se formaron y cómo han evolucionado desde entonces. Estas galaxias de pequeña escala son perfectas para estudiar los mecanismos de formación de nuevas estrellas y los primeros pasos en la creación del universo.

Las galaxias enanas no emiten mucha luz y, por lo tanto, son difíciles de observar. pero tienen mucho que enseñarnos sobre cómo se creó el universo. Un equipo de científicos del Laboratorio de Astrofísica de la EPFL (LASTRO) estudió meticulosamente 27 de estas galaxias y encontró un sorprendente grado de variación en los mecanismos por los que se formaron sus estrellas. Los resultados de su minucioso trabajo se publicaron en Astronomía y Astrofísica .

"Las galaxias enanas son las más pequeñas y probablemente las más antiguas del universo. Según la teoría cosmológica estándar, Las galaxias más grandes se forman por la fusión de estas más pequeñas, "dice Yves Revaz, un experto en dinámica de galaxias en LASTRO.

Si bien se les puede llamar "enanos, "De hecho, son enormes y pueden pesar entre cientos de miles y varios millones de veces más que el Sol. También son las galaxias con más materia oscura. Por lo tanto, el equipo de LASTRO tuvo que desarrollar modelos informáticos altamente sofisticados para estudiar estas galaxias 'propiedades, tamaño y temporalidad, todo lo cual va mucho más allá de nuestra comprensión básica.

Sus modelos tienen en cuenta cada uno de los componentes de las galaxias:gases, estrellas y materia oscura, así como la relación entre la materia oscura y la materia visible (llamada "materia bariónica" en astrofísica). Los modelos también tienen en cuenta las condiciones en las que se formó la materia cuando se creó el universo hace unos 14.000 millones de años, condiciones que ahora se conocen gracias a las recientes misiones espaciales llevadas a cabo para descubrir las firmas del Big Bang.

Paso a paso

Para analizar las galaxias enanas, los científicos primero tomaron cada modelo y fueron paso a paso a través de las características clave de las galaxias, como la cantidad de gas (principalmente hidrógeno) que contienen, el calentamiento y enfriamiento de sus medios interestelares, sus procesos de compresión y expansión, las sucesivas generaciones de sus estrellas, las supernovas de esas estrellas, y la liberación resultante de una serie de productos químicos. Luego, los científicos compararon los resultados de sus modelos con los datos que se habían obtenido al observar galaxias enanas, más específicamente, los que orbitan nuestra galaxia, la vía Láctea, y su galaxia vecina, Andrómeda (M31):utilizando telescopios ópticos de ocho metros, los más grandes que existen actualmente. Estas galaxias enanas forman parte de lo que se llama Grupo Local y están lo suficientemente cerca como para que los astrofísicos puedan obtener información precisa sobre las edades y los componentes químicos de las estrellas individuales.

Asegurarse de que los resultados de los modelos coincidan con los datos empíricos es esencial si los científicos quieren usarlos para probar sus teorías sobre la materia oscura. los tipos de objetos responsables de la reionización del universo, y las condiciones y períodos de tiempo para la formación de nuevas estrellas.

Esta es la primera vez que las galaxias enanas se examinan con tanto detalle y en condiciones cosmológicas, es decir, no considerándolos como sistemas aislados, sino teniendo en cuenta todas las interacciones entre los primeros sistemas galácticos.

Excelentes conejillos de indias

"La ventaja de las galaxias enanas es que responden muy bien incluso a cambios menores en las condiciones, haciéndolos excelentes conejillos de indias para estudiar galaxias en general, "dice Pascale Jablonka, investigador LASTRO especializado en espectroscopia y desarrollo químico de galaxias y coautor del estudio. Por ejemplo, analizando la luz que emiten las estrellas, pudo determinar su composición química y cuánto tiempo tardaron en formarse.

"Nuestros modelos nos permitieron crear una base de datos de muchos tipos diferentes de actividad estelar y nos brindaron información valiosa sobre los factores que pueden hacer que la formación de estrellas se acelere, reducir la velocidad o incluso detenerse por completo, "dice Revaz.

Según los datos que recopilaron, que incluyen una cantidad impresionante de diferentes mecanismos de formación estelar dado lo "pequeñas" que son las galaxias enanas, el equipo de LASTRO descubrió que el mecanismo específico utilizado depende de la densidad de la materia oscura y bariónica de la galaxia. Esa densidad determina si una galaxia seguirá formando estrellas o se detendrá repentinamente. Si la materia de una galaxia enana está demasiado dispersa, entonces su hidrógeno se calentará demasiado y se evaporará, lo que significa que ya no puede formar estrellas. Si, por otro lado, una galaxia enana tiene un halo denso de materia oscura que la protege, entonces la formación de estrellas continuará a buen ritmo.