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‘Escuchar’ un coro de galaxias para comprender la historia del universo

‘Escuchar’ un coro de galaxias para comprender la historia del universo
La autora del estudio, Jacinta Delhaize, frente al radiotelescopio Parkes, en Australia. Anita Redfern Photography

 

Una técnica suma las señales débiles de miles de galaxias lejanas para estudiar la evolución del universo en los últimos dos mil millones de años.

En el libro del Dr. Seuss Horton escucha a quién, los Quién son un minúsculo pueblo que vive en una mota de polvo en la selva. Los habitantes de la jungla, infinitamente más grandes que ellos, desconocen su existencia y a punto están de destruirlos. Los Quién gritan para advertirles de su presencia, pero sus voces son demasiado débiles. Solo uniendo todas sus gargantas y todos sus instrumentos musicales, los Quién logran al fin que los animales de la selva puedan escucharlos.

El problema de los Quién es el mismo con el que se encuentran muchos astrónomos: las señales que nos llegan del espacio lejano son demasiado débiles como para distinguirlas. Así, los científicos que buscan planetas extrasolares, o los que estudian galaxias distantes, se ven obligados a inventar trucos para amplificar estas señales. Y Jacinta Delhaize, una estudiante de doctorado del Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía (Perth, Australia), ha utilizado precisamente la estrategia de los Quién, escuchar el coro que resulta al unir las vocecitas luminosas de miles de galaxias individuales.

Delhaize estudia galaxias lejanas situadas a miles de millones de años luz empleando radiotelescopios. Dado que sus señales han tardado miles de millones de años en llegar hasta nosotros, lo que Delhaize ve es en realidad el pasado remoto, cuando el universo aún era joven. Así, la investigadora espera conocer cómo eran esas galaxias en el principio de los tiempos, y qué las distingue de las actuales. “Las galaxias más distantes, más jóvenes, tienen un aspecto muy diferente a las cercanas, lo que significa que han evolucionado a lo largo del tiempo”, explica Delhaize. “El reto es definir qué propiedades físicas de la galaxia han cambiado, y cómo y por qué ha ocurrido esto”.

En concreto, a Delhaize le interesa el contenido de hidrógeno de esas galaxias. “El hidrógeno es el ladrillo del universo, es de lo que se forman las estrellas y lo que mantiene a las galaxias vivas”, explica la investigadora. “Antiguamente las galaxias producían más estrellas que ahora. Pensamos que las galaxias antiguas tenían más hidrógeno”.

Sin embargo, al observar las señales de esas galaxias, Delhaize se encontró con el problema de los Quién; las señales son demasiado débiles como para detectarlas individualmente. Y aquí llegó la solución de los Quién. “Me gusta la analogía de Horton”, señala Delhaize a Efe, pero advierte: “Claro que las señales de radio que yo combino son de luz, no de sonido”. La técnica ya se ha utilizado en otros contextos. “Los astrónomos suelen tomar múltiples imágenes del mismo objeto y luego apilarlas para obtener una imagen más clara, como si tomaran una exposición más larga”, apunta la investigadora.

El radiotelescopio de Parkes, en Australia, rastreó una amplia sección del cielo durante 87 horas. “En total apilamos 15.093 galaxias a distancias de entre 0 y 500 millones de años luz, y 3.277 galaxias entre 500 y dos mil millones de años luz”, detalla Delhaize. Una vez escuchado este coro de galaxias, bastaba promediar la señal para conocer el contenido medio en hidrógeno de estos antiguos conjuntos estelares. “No sabemos nada de las galaxias individuales, pero sí mucho de las propiedades promedio de una población”, aclara la científica.

Aunque el objetivo fundamental del trabajo era comprobar la utilidad de la técnica, los resultados contradicen la hipótesis de Delhaize y sus colaboradores, lo que en ciencia siempre es una fuente de nuevas preguntas. Según el estudio publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, el contenido medio en hidrógeno de estas galaxias jóvenes es esencialmente el mismo que en las actuales. “No hay prueba observable de evolución en la densidad del hidrógeno en el universo en los últimos dos mil millones de años”, concluye la astrónoma.

Delhaize confía en que los radiotelescopios de próxima generación, como el Square Kilometre Array (SKA) y el Australian SKA Pathfinder (ASKAP), ambos en Australia, o el MeerKAT en Suráfrica y el APERTIF en Holanda, permitan un análisis más detallado del origen y la evolución de las galaxias.
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