Una investigación realizada en el OAC comparó dos tipos de galaxias y halló comportamientos similares, que permitirán estudiar mejor la forma en que se distribuye la masa de las mismas y, por lo tanto, entender mejor cómo evolucionan. (26-10-2023)
Por Redacción UNCiencia y Observatorio Astronómico Córdoba
En las últimas décadas se llevaron adelante grandes relevamientos en el universo: desde algunas decenas hasta miles de objetos. Uno de los relevamientos fotométricos y espectroscópicos más importantes fue Sloan (Sloan Digital Sky Survey), el proyecto de investigación del espacio, de la Nasa.
Su versión de espectroscopía de campo integral se denomina MaNGA (Mapping Nearby Galaxies at APO) y ha observado casi 10.000 galaxias utilizando unidades de campo integral (IFU, Integral Field Unit) que permiten obtener propiedades espectroscópicas espacialmente resueltas; es decir, información espectroscópica en cada punto de la galaxia.
Una investigación realizada en el Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC) de la UNC utilizó los datos de MaNGA para explorar las galaxias barradas, un tipo especial que se caracteriza por tener una barra distintiva en su disco.
Se seleccionaron 46 de este tipo de galaxias y mediante la información sobre su velocidad radial fue posible determinar su curva de rotación. A partir de un ajuste matemático con un potencial gravitatorio llamado “Miyamoto-Nagai”, se calcularon las masas dinámicas de cada una de estas galaxias.
Damián Mast, uno de los autores de la publicación, explica que se utilizaron unos “templates” o plantillas de poblaciones estelares para determinar la masa estelar de estas galaxias por parsec (unidad de longitud utilizada en astronomía). “Esto nos permitió calcular la masa total de estrellas en cada galaxia y compararla con su masa dinámica”, apunta.
“También analizamos lo que llamamos ‘relaciones de escala’, que son patrones observados que describen cómo cambian diferentes características de las galaxias, como su velocidad máxima de rotación, su luminosidad o su masa estelar o dinámica”, agrega el investigador.
Estas relaciones proporcionan información valiosa acerca de las leyes fundamentales que rigen la creación y evolución de las galaxias, y permiten inferir ciertas propiedades a partir de otras más fáciles de observar y de medir.
El astrónomo explica que cuando compararon las relaciones y mediciones obtenidas con otras muestras de galaxias tanto barradas como no-barradas, encontraron que las galaxias barradas se comportan en forma similar a las no-barradas, con excepción de la masa estelar.
“Nuestro estudio muestra que la masa estelar de las galaxias barradas sería estadísticamente mayor que la de las no-barradas. ¿Responde esto a un sesgo en la forma de determinar la masa estelar de las galaxias barradas o es realmente mayor la masa contenida en estrellas de las galaxias que poseen barra? Esta es una pregunta interesante que esperamos poder responder en nuestros próximos trabajos”, dice Mast.
Es probable que muchas de las galaxias disco pasen por etapas de barradas a lo largo de su vida. Estudiar qué diferencia a las galaxias barradas de la población general ayudará a entender la forma en que las galaxias van haciendo crecer su masa y, en definitiva, cómo evolucionan.
Pilares fundamentales del cosmos
Las galaxias son los pilares fundamentales del cosmos. Son estructuras gigantes compuestas por gas, polvo, estrellas y materia oscura, todo unido por la gravedad.
Calcular su masa es esencial para comprender su formación, así como su evolución y la del universo. Requiere, en esencia, medir las masas de cada uno de sus componentes y sumarlas hasta obtener un número final.
Parece una tarea simple, pero es sumamente compleja y desafiante. En este punto entran en juego los que se conocen como “trazadores de masa”.
Se trata de indicadores que se emplean en astronomía y cosmología para inferir indirectamente la masa de una determinada estructura cósmica. Existen varios tipos y cuál se utiliza depende de la naturaleza de la estructura en estudio.
Además, cada trazador requiere técnicas de observación y medición diferentes, y permite explorar extensiones dentro de la galaxia de manera distinta. Mientras algunos trazadores aplican para la observación en el rango óptico, otros lo hacen para el infrarrojo o el radio.
Trazando la masa galáctica con curvas de rotación
Una de las técnicas más precisas para medir la masa de las galaxias se vale de las “curvas de rotación”. Son, en términos simples, huellas de velocidad que indican si las estrellas y el gas dentro de una galaxia se mueven rápido o lento en diferentes lugares.
¿Qué determina que las estrellas y el gas se muevan de determinada manera? El potencial gravitatorio de la galaxia, provocado por la distribución de su masa.
En cualquier estudio con fines estadísticos, el elemento clave es la muestra elegida.
En astronomía, donde las observaciones son costosas –por la cantidad de horas de telescopio necesarias– es fundamental seleccionar una muestra homogénea y estadísticamente significativa. Esto significa que debe ser representativa de la población total de galaxias.
Lograr una muestra de objetos muy bien caracterizados, observados con el mismo instrumental y bajo las mismas condiciones podría llevar varios años.
Equipo de trabajo
Eduardo O. Schmidt ID 1,2,3 Damián Mast ID 1,2 Gaia Gaspar ID 1,2 and Walter Weidmann ID1,2 1 Observatorio Astronómico de Córdoba, Universidad Nacional de Córdoba, Laprida 854, Córdoba, Argentina. 2 Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas de la República Argentina, Buenos Aires, Argentina. 3 Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE), CONICET-UNC, Laprida 854, Córdoba, Argentina.
