Un estudio del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), liderado por la investigadora Nushkia Chamba y los investigadores Ignacio Trujillo y Johan H. Knapen, revela que las galaxias ultradifusas, unas enigmáticas galaxias muy poco luminosas y de baja densidad estelar, tienen tamaños similares a las galaxias enanas. Los resultados, que se publican en la revista Astronomy & Astrophysics, aportan nuevas pistas sobre el número y el tipo de galaxias que hay en nuestro universo y sobre la naturaleza de la materia oscura.
Científicos del IAC han dado un gran paso para entender la naturaleza de las misteriosas y fantasmales galaxias ultradifusas (UDG por sus siglas en inglés). Estas galaxias han llamado la atención de los astrónomos debido a sus peculiares características, como su escasa luminosidad y su muy baja densidad estelar. De hecho, las UDG pueden ser unas 10 veces más tenues que el cielo nocturno o unas 100 veces más tenues que nuestra Vía Láctea.
Hasta el momento se pensaba que este tipo de galaxias, o bien eran objetos enormes, como nuestra Vía Láctea, pero comparativamente muy ineficientes en la formación estelar, o bien eran simplemente pequeñas galaxias sin formación activa de estrellas en sus centros. Ahora los astrónomos han descubierto que las UDG presentan tamaños similares a las galaxias enanas, poniendo fin a un intenso debate científico sobre esta cuestión. De hecho, las galaxias ultradifusas son, en promedio, 10 veces más pequeñas que las galaxias similares a la Vía Láctea.
“Es realmente un paso adelante descubrir que los tamaños de estas débiles galaxias ultradifusas no son para nada tan grandes como nuestra Vía Láctea y que son más similares a las pequeñas galaxias enanas", señala Nushkia Chamba, investigadora del IAC y primera autora del artículo. Y añade: "Definitivamente, cambia la forma en que la comunidad científica ha estado viendo la naturaleza de estos objetos y en cómo se comparan con otros tipos de galaxias”.
Los investigadores han logrado medir el tamaño luminoso de las UDG a través de una nueva definición de tamaño de galaxia motivada físicamente. “Para abordar este problema – explica Ignacio Trujillo, investigador del IAC que también participa en el estudio–, hemos tenido que repensar desde cero el significado de ‘tamaño’ para las galaxias; esto no es un problema trivial porque las galaxias no tienen bordes claros como los objetos regulares y cotidianos como las mesas, los humanos, los coches, etc.”
Habitualmente los astrónomos utilizan para medir los tamaños luminosos de las galaxias parámetros como el radio efectivo, es decir, el radio dentro del cual se concentra la mitad de la luz total emitida por la galaxia. No obstante, estos parámetros se implantaron cuando las imágenes de las galaxias eran mucho menos profundas que las actuales, por lo que no tienen un significado físico directo y se definen de manera arbitraria. La nueva medida, en cambio, está basada en la ubicación del umbral de densidad del gas necesario para la formación de estrellas en las galaxias, lo que representa mejor lo que el ojo humano identifica como los bordes o límites de las galaxias.
El nuevo parámetro permite así comparar equitativamente la naturaleza de las diferentes galaxias, lo que tiene importantes consecuencias para la comprensión del número y los tipos de galaxias que hay en nuestro universo, y en última instancia, proporciona pistas sobre la naturaleza de la materia oscura.
Este estudio se ha realizado en el marco del proyecto SUNDIAL (SUrvey Network for Deep Imaging Analysis and Learning), una Red de Formación Innovadora de la Unión Europea cuyo objetivo es formar a jóvenes investigadores e investigadoras en los campos de las ciencias de la computación y la astronomía, y desarrollar algoritmos novedosos para estudiar las amplísimas bases de datos procedentes de los telescopios actuales.
Para el investigador del IAC y también autor del artículo Johan H. Knapen, “este es un gran ejemplo de cómo el trabajo que hacemos dentro de nuestra red de capacitación SUNDIAL, una estrecha colaboración entre astrónomos e informáticos, conduce a verdaderos avances en nuestra comprensión de cómo están estructuradas las galaxias y de cómo evolucionan”.
Artículo: Chamba, N., Trujillo, I. & Knapen, J. H. “Are ultra-diffuse galaxies Milky Way-sized?” 2020, A&A, 633, L3. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201936821 y https://arxiv.org/pdf/2001.02691.pdf
Más información:
Artículo “What are the sizes of galaxies?” de Nushkia Chamba en el blog SUNDIAL
Red Europea SUNDIAL: https://www.astro.rug.nl/~sundial/ y http://sundial-itn.com/
Contacto:
Nushkia Chamba, investigadora del IAC: chamba [at] iac.es (chamba[at]iac[dot]es)
Ignacio Trujillo, investigador del IAC: trujillo [at] iac.es (trujillo[at]iac[dot]es)
