Comprender el vínculo entre el gas y las galaxias
Según el modelo cosmológico actual, las galaxias se forman dentro de lo que se denomina la red cósmica, un conjunto de sobredensidades conectadas por una red de filamentos. «Enredadas en estos filamentos, las galaxias forman parte de un ecosistema cósmico en el que su interacción con las formas gaseosas circundantes impulsa su evolución», explica Michele Fumagalli, un astrofísico de la Universidad de Milán-Bicocca. Para comprender la evolución de las galaxias hay que observar las regiones de gas más denso que las rodean. Para hacerlo, los científicos utilizan un proceso denominado espectroscopia de líneas de absorción. «Con la espectroscopia de absorción de líneas, el gas que queremos estudiar se sondea en silueta contra fuentes de fondo brillantes y no relacionadas», explica Fumagalli. Sin embargo, incluso este método potente tiene sus limitaciones. Por ejemplo, como el proceso implica sondear el gas a lo largo de un haz de lápiz muy estrecho, la información recuperada sobre su distribución espacial tiende a ser limitada. «Además, para relacionar el gas sondeado en absorción con las propiedades de las galaxias, se necesitan sondeos muy profundos y completos de las galaxias que rodean las nubes de gas detectadas, lo que requiere un trabajo importante incluso cuando se utilizan los telescopios más grandes», añade Fumagalli. Con el apoyo del proyecto FEEDGALAXIES, financiado con fondos europeos, Fumagalli dirige un trabajo para subsanar estas deficiencias de observación.
Aprovechar la potencia de los espectrógrafos de campo integral
En el centro de este trabajo se encuentra el desarrollo de técnicas de análisis novedosas capaces de explotar la naturaleza innovadora de los espectrógrafos de campo integral, incluido el explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE, por sus siglas en inglés) instalado en el Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo Austral. Este instrumento complejo consta de veinticuatro espectrógrafos que trabajan en tándem para producir un cubo de datos en el que cada píxel de una imagen lleva asociado un espectro. «El equipo del proyecto dedicó un tiempo y un esfuerzo considerables a desarrollar técnicas de vanguardia para convertir las observaciones de MUSE en datos de muy alta calidad que han revolucionado nuestra visión de la relación entre el gas y las galaxias», señala Fumagalli.
Una imagen integral de cómo se forman y evolucionan las galaxias
Con esta técnica innovadora a disposición, los investigadores dirigieron su atención hacia la red cósmica y comenzaron a explorar... y a descubrir. Entre estos descubrimientos figura la obtención de imágenes directas de la forma y el contenido químico de los filamentos y las envolturas de gas próximos a las galaxias. El equipo del proyecto también obtuvo nuevas pruebas de cómo esta fase gaseosa (un ingrediente esencial para el ensamblaje y la evolución de las galaxias) evoluciona con el tiempo y cambia con el número de vecinos cercanos a las galaxias. Otro resultado clave fue una visión ampliada de la conexión gas-galaxia en una nueva región del espacio de parámetros, llegando a galaxias más pequeñas que han sido difíciles de alcanzar en el pasado pero que representan la mayoría de las galaxias que pueblan el universo. «Nuestra investigación ha contribuido a nuestra apreciación de cómo las galaxias se ensamblan y evolucionan hasta convertirse en los objetos que vemos hoy en el universo, lo que crea una imagen más completa de los acontecimientos que condujeron al ensamblaje de las poblaciones generales de galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea», señala Fumagalli.
Los beneficios de obtener imágenes del gas difuso que rodea las galaxias
Mediante la combinación de datos de emisión y absorción, el equipo del proyecto FEEDGALAXIES, que recibió apoyo del Consejo Europeo de Investigación (CEI), ha reconfigurado nuestra comprensión de la distribución del gas alrededor de galaxias lejanas. «Anteriormente, nuestro conocimiento del entorno gaseoso de las galaxias lejanas se limitaba a una técnica más indirecta, la espectroscopia de absorción», concluye Fumagalli. «Con nuestra nueva capacidad para obtener imágenes del gas difuso que rodea a las galaxias, hemos obtenido una visión sin precedentes de cómo evolucionan las galaxias a lo largo del tiempo».
Palabras clave
FEEDGALAXIES, galaxias, universo, red cósmica, evolución de las galaxias, espectroscopia de absorción de líneas, nubes de gas, telescopios, espectrógrafos de campo integral