Ciencia y Tecnología
El Sistema Tusitala: Jekyll, Hyde y cómo mueren las galaxias
Con datos del telescopio espacial James Webb, investigadores españoles reviven en 3D el entorno de Jekyll, una galaxia “muerta” que, a diferencia de su vecina Hyde, no produce estrellas hace más de 500 millones de años.
Con datos del telescopio espacial James Webb, investigadores españoles reviven en 3D el entorno de Jekyll, una galaxia “muerta” que, a diferencia de su vecina Hyde, no produce estrellas hace más de 500 millones de años.
El análisis de las observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST) sigue produciendo hallazgos espaciales como el de los científicos del Centro español de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA: la reconstrucción en tres dimensiones del entorno de Jekyll, una galaxia “muerta” que dejó de producir estrellas hace más de 500 millones de años.
Los investigadores españoles, en colaboración con colegas de otros seis países, describen su hallazgo en un artículo y un informe de investigación, que publica la revista Nature Astronomy. Para ello, recurren al universo literario del escritor escocés Robert Louis Stevenson.
A Stevenson, los habitantes de Samoa —la isla de la Polinesia donde pasó sus últimos años— lo llamaban “Tusitala”, una palabra que en samoano significa “narrador de historias” o “el que cuenta cuentos”. Los astrofísicos usaron el sobrenombre del escritor y su célebre novela “El extraño caso del doctor Jekyll y el señor Hyde” para identificar cada detalle de ese rincón del universo recién descubierto.
El Sistema Tusitala y sus dos galaxias masivas: Jekyll y Hyde
En el Sistema Tusitala, como lo bautizaron, hay dos galaxias masivas, Jekyll y Hyde, que están “gravitacionalmente ligadas” pero no pueden ser más diferentes. La primera está muerta y la otra sigue formando estrellas, lo que significa que está muy activa, explicó Santiago Arribas, uno de los autores del CAB, a la agencia española de noticias EFE.
Los científicos reconstruyeron en tres dimensiones el entorno de ambas galaxias, contribuyendo así a avanzar hacia las respuestas a dos grandes preguntas de la astrofísica: ¿Cómo se forman las galaxias? ¿Y por qué hay algunas, como la Vía Láctea, que dejaron de formar estrellas cuando el Universo era muy joven, mientras que otras solo han parado recientemente?
¿Cómo se forman las estrellas y cómo mueren las galaxias?
El estudio de esta galaxia masiva e inactiva y su vecindad reveló que tan solo 1,6 mil millones de años después del Big Bang, Jekyll formó una masa estelar de cien mil millones de veces la masa del Sol en estrellas, se enriqueció químicamente de forma temprana (en los primeros mil millones de años del Universo) y rápida (en entre 200 y 300 millones de años).
Sin embargo, tras el cese prematuro de la formación estelar, la galaxia —pese a estar rodeada por una abundante reserva de gas— permaneció inactiva durante más de 500 millones de años. “Lo más sorprendente es que Jekyll lleva mucho tiempo sin formar estrellas. Formó muchas y muy rápido, pero cesó su actividad”, señaló Arribas, quien ha coordinado la participación española en las observaciones espaciales del James Webb.
“Las estrellas en las galaxias se forman cuando los bariones se enfrían radiativamente y caen en pozos gravitacionales dominados por materia oscura. Finalmente, la formación estelar se extingue a medida que el gas se agota y/o se perturba por procesos de retroalimentación que evitan que el gas colapse y se condense”, explican los autores en su artículo. Los bariones son una familia de partículas subatómicas a la cual pertenecen los protones y neutrones, que componen la mayoría de la masa de la materia visible en el Universo.
“Una pregunta importante que nos hacemos en astrofísica es por qué las galaxias dejan de formar estrellas. No tenemos respuestas claras. Creemos que tienen un agujero negro supermasivo en el centro, en lo que se denomina núcleo de la galaxia, que al activarse emite mucha energía y esa energía expulsa el gas que forma las estrellas”, precisó Arribas.
La sorpresa es que en Jekyll no hay evidencia de la existencia de ese agujero negro, pero el sistema sí parece tener gas suficiente alrededor para formar estrellas “y, sin embargo, no lo hace”, es una galaxia “muerta” desde hace más de 500 millones de años. Ya existía hace 11.800 millones de años, cuando el Universo tenía el 10 % de su edad actual.
Mientras tanto, la galaxia Hyde sí sigue formando estrellas, aunque ha comenzado a disminuir su actividad, “lo que implica que también se está muriendo”, según los científicos.
El extraño caso de la galaxia Jekyll
Los investigadores no observaron ningún indicio de un agujero negro supermasivo en Hyde, no ven actividad nuclear. Su sospecha es que, de existir, habría quedado rodeado por enormes cantidades de polvo interestelar que lo ocultan por completo, o se acabaría de apagar y lo que ven es algo así como su “eco”.
La región que rodea a las dos galaxias está llena de gas: “Hay tres grandes nubes de gas alrededor de Jekyll y Hyde. En dos de ellas el gas está ionizado, y en la otra es neutro. Les llamamos nubes porque no estamos seguros de que sean galaxias, de que tengan estrellas o solo sean gas”, indicó a EFE Pablo Pérez González, uno de los autores principales y también investigador del CAB.
Pérez-González apodó a esas tres “nubes” de gas, que integran también el Sistema Tusitala, con nombres parecidos a los personajes de Stevenson de la novela de Jekyll y Hyde: Eastfield, Mr. West y Dr. Sodium.
“El Dr. Sodium es una nube de gas en frente de Jekyll; lo sabemos porque no es transparente y absorbe los fotones emitidos por Jekyll. Eastfield y el Mr. West se mueven de una forma similar a las colas de marea que dejan las galaxias en interacción al orbitar unas en torno a otras, a cientos incluso mil kilómetros por segundo”, explicó el investigador.
Las observaciones, llevadas a cabo con el telescopio James Webb en abril de 2022, fueron tan precisas, que los investigadores han podido estudiar el Sistema Tusitala, con sus alter-ego, Jekyll y Hyde, no solo en dos dimensiones en el plano celeste, sino en tres.
rml (efe, Nature)
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