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Un nuevo modelo ayuda a desvelar los secretos de las galaxias lejanas

Unas nuevas técnicas de modelización podrían permitir a los astrónomos identificar algunas de las primeras galaxias que surgieron en el universo, lo que les ayudaría a conocer detalles fundamentales sobre la evolución de nuestro cosmos.

Espacio

Los astrónomos son personas que viajan en el tiempo. Si se tiene en consideración el tiempo que tarda la luz en llegar a nosotros, cuanto más lejos estén las galaxias que encuentran, más se acercan los astrónomos al principio del universo. Y ahí es donde se pueden encontrar muchas pistas sobre los orígenes y la evolución del cosmos. «La investigación DeepIMPACT se centró en una era concreta de la evolución cósmica, llamada época de la reionización», explica Livia Vallini, coordinadora del proyecto y, actualmente, investigadora de postdoctorado en la Escuela Normal Superior de Pisa (Italia). «Esto ocurrió cuando el universo tenía entre 300 millones y 1 000 millones de años: el universo tiene más de 13 000 millones de años. Los gases empezaron a colapsar para formar galaxias y, dentro de ellas, nacieron las estrellas», comenta Vallini, que llevó a cabo su investigación con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie de la Unión Europea. Esta era es esencial para entender el cosmos, ya que estas galaxias iniciales tuvieron un impacto profundo en la evolución del universo. Cada nueva estrella produjo fotones (luz) que salió de estas primeras galaxias y afectó a las propiedades de los gases de todo el universo. «Esto es lo que queremos decir cuando hablamos de la época de la reionización», añade Vallini. «Ahora vivimos en un universo totalmente reionizado».

Hágase la luz

Sin embargo, los científicos aún no tienen claro cuándo empezó y acabó esta era exactamente, ni tampoco cuáles fueron las propiedades de las galaxias que más contribuyeron a este proceso. Además, esta primera generación de galaxias está extremadamente lejos y es muy difícil de analizar. Por esta razón, es necesario emplear simulaciones y modelos matemáticos. El objetivo del proyecto DeepIMPACT era identificar propiedades peculiares de galaxias lejanas que, ya en aquel momento, albergaban agujeros negros supermasivos. Esto ayudará a los astrónomos a identificarlas. Esta investigación se desarrolló en la Universidad de Leiden (Países Bajos) y permitió a Vallini trabajar estrechamente con Xander Tielens, catedrático y científico de renombre mundial en el campo de la astroquímica. «Durante mi doctorado en Italia, me centré en la modelización de la luminosidad de galaxias lejanas», explica Vallini. «El proyecto DeepIMPACT se basaba en mi corazonada de que las primeras galaxias eran mucho más pequeñas y compactas que, por ejemplo, la nuestra. Si estas galaxias tienen un agujero negro en el centro, entonces esto tendrá un mayor impacto en la luminosidad de toda la galaxia, debido a que es de un tamaño relativamente pequeño».

Descubrimiento del cosmos

Vallini desarrolló modelos diseñados para que los astrónomos pudiesen identificar galaxias lejanas basándose en este hecho. Los modelos deberían ayudar a los científicos a conocer mejor el tamaño real de estas galaxias, así como el efecto de los agujeros negros en el entorno que los rodea. Esta investigación finalizó en enero de 2020 y Vallini ha conseguido publicar más de diez artículos científicos sobre sus hallazgos en materia del descubrimiento de galaxias remotas. Uno de los beneficios inesperados de los modelos de DeepIMPACT es que son lo suficientemente adaptables y flexibles para poder ser aplicados al universo cercano. «Aunque nos centramos en galaxias lejanas, los resultados obtenidos con DeepIMPACT se han utilizado para planificar observaciones tanto en el universo lejano como en galaxias cercanas», señala Vallini. «En este sentido, DeepIMPACT ha encajado una pieza pequeña en el enorme puzle de la evolución de las galaxias. Obviamente, aún hay muchas cosas que no entendemos», concluye Vallini.

Palabras clave

DeepIMPACT, espacio, galaxia, universo, agujero negro, cosmos, reionización, astrónomos, supermasivo

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