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Lunes, 5 mayo 2014
Astrofísica

La galaxia en la que la evolución química se detuvo

Ubicada a unos 75.000 años-luz de distancia de la Tierra, la galaxia conocida como Segue 1 tiene características muy inusuales: Cuenta con tan solo un millar de estrellas pero parece tener una masa 3.400 veces mayor de la que puede ser explicada por sus estrellas visibles, lo cual apunta a que Segue 1 es, en su mayor parte, una enorme nube de materia oscura, decorada con unas cuantas estrellas (ver nuestro artículo al respecto, http://noticiasdelaciencia.com/not/2246/).

Como su nombre sugiere, la materia oscura no emite luz, así que ningún telescopio convencional puede verla. Sin embargo, debido a que la materia oscura tiene masa, su existencia puede inferirse por la manera en que las estrellas son atraídas a regiones donde no se aprecia materia visible, lo que denota que allí se concentra esa misteriosa materia oscura. Aunque la naturaleza de la materia oscura es un misterio, no se trata de materia minoritaria y marginal, sino que constituye más del 80 por ciento de la materia en el universo.

A Segue 1 se la considera la galaxia de brillo más tenue de entre todas las observadas hasta la fecha. Además tiene una rara composición química, con proporciones pequeñísimas de metales en comparación con la mayoría de las áreas dentro de la Vía Láctea. (En lenguaje técnico astronómico, se llama "metal" a cualquier elemento con más de dos protones en el núcleo del átomo, o sea cualquiera que no sea hidrógeno ni helio, los dos más ligeros.)

Ahora, Anna Frebel, del Instituto Kavli para la Astrofísica y la Investigación Espacial, dependiente del MIT, Joshua D. Simon, de los Observatorios del Instituto Carnegie, y Evan N. Kirby, de la Universidad de California en Irvine, todas estas entidades en Estados Unidos, han analizado esa composición química y han obtenido nuevos detalles sobre la evolución de las galaxias en las fases tempranas de la historia de nuestro universo, o, en este caso, sobre la llamativa falta de evolución de Segue 1 desde esas fases primitivas. Habitualmente, las estrellas se forman a partir de nubes de gas, y algunas de ellas acaban pronto su vida estallando como supernovas. En esas explosiones, siembran el cosmos con elementos químicos pesados, que a su vez pasarán a integrar parte de la materia prima de la que se formará la siguiente generación de estrellas. El resultado es que, a medida que transcurren las generaciones, más ricas son las estrellas en elementos pesados o "metales".

[Img #19653]
Eso no ha sucedido en Segue 1. En contraste con todas las demás galaxias conocidas, como muestra el nuevo análisis, parece que el proceso de formación estelar de Segue 1 se paró en lo que normalmente sería la primera de varias etapas de desarrollo de una galaxia.

La composición química de esta galaxia es muy primitiva. Ello denota que nunca llegó a tener muchas estrellas. Podría haber sido una gran galaxia, pero se quedó en lo que es ahora.

Sin embargo, precisamente porque se quedó en el mismo estado, Segue 1 ofrece información valiosa sobre las condiciones del universo en sus fases iniciales después del Big Bang. Nos muestra cómo empezaron las galaxias.

El nuevo análisis utiliza datos recientes obtenidos por los telescopios Magellan (Magallanes) en Chile, así como datos procedentes del Observatorio Keck en Hawái, pertenecientes a seis estrellas gigantes rojas en Segue 1, las más brillantes en esa galaxia. Los astrónomos pueden determinar qué elementos están presentes en las estrellas porque cada uno tiene una "firma" exclusiva que resulta detectable en algunos de los datos telescópicos.

En particular, Segue 1 tiene estrellas que destacan por su pobre contenido en metales. Todos los elementos químicos en Segue 1 que son más pesados que el helio parecen haber surgido ya sea de una única explosión de tipo supernova, o bien de unas pocas de esas explosiones, que sucedieron relativamente pronto después de la formación de la galaxia. Después, Segue 1 prácticamente se apagó, en términos evolutivos, porque perdió su gas debido a las explosiones, y dejó de formar nuevas estrellas.

Efectivamente, la composición química estática de Segue 1 incluso la separa de otras galaxias pequeñas que los astrónomos han encontrado y analizado. Es muy diferente de otras galaxias enanas, que suelen tener un grado evolutivo químico bastante maduro. Aparte de por su tamaño, son galaxias normales. En cambio, Segue 1 es una galaxia con su evolución química básicamente truncada en una época del pasado lejano.

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