Pigafetta y las nubes de Al Sufi

Andrés del Pino Molina / 13-03-2012

¿Y qué eran esas pequeñas nubes? Durante la noche, desde que nuestra expedición se adentró en aguas meridionales, las veíamos ahí, flotando inmunes al viento. Se trata de un fenómeno bastante curioso, aunque ahora ya no sea ningún misterio. Bueno, antes de continuar permítanme presentarme: mi nombre es Antonio Pigafetta.

Hace ya algunos años, me embarqué en una expedición comandada por el portugués Fernando de Magallanes hacia las Indias. De los 237 hombres que partimos como tripulación de la Victoria el 20 de septiembre de 1519, sólo 18 fuimos rescatados con vida casi tres años después. Habrán oído hablar de esto, y de los apuntes que tomé durante el viaje. No es por presumir, pero son el mejor testimonio de lo que allí aconteció, ¡empezando por esas dichosas nubes que os comentaba!

Les escribo esto porque el otro día, buscando a ver qué decían de mí en la Wikipedia, descubrí lo que son realmente las nubecitas esas. ¡Galaxias! Vosotros ahora las conocéis como Nubes de Magallanes gracias a mis apuntes, pero esto es porque la historia la contamos los occidentales. En realidad fueron descubiertas antes incluso de nuestra expedición. De hecho el primer registro histórico data de 964, y lo llevó a cabo un buen amigo mío, Abd Al-Rahman Al Sufi. Durante nuestras largas conversaciones en el bar "Espirituosos", hemos discutido las cuestiones más enrevesadas de aquellos días, y jamás hubiéramos imaginado lo que ahora se tiene como cierto acerca del Universo y de estas llamadas "galaxias". Por si están tan perdidos como estaba yo, les pongo rápidamente al tanto.

Estas galaxias están formadas por miles de millones de estrellas, polvo y gas, y son mucho más pequeñas que nuestra galaxia, la Vía Láctea. Al igual que los planetas y las estrellas, las galaxias interactúan entre ellas atrayéndose, colisionando, mezclándose, etc. Esto sucede constantemente. Ahora mismo, en este instante, seguro que hay millones de galaxias colisionando por ahí. Las Nubes de Magallanes, se encuentran de hecho orbitando nuestra galaxia: son galaxias satélites de la Vía Láctea.

Tuvieron que pasar muchos años hasta que en 1938 el señor Harlow Shapley descubriese otras dos satélites de la Vía Láctea: las galaxias de Fornax y Sculptor, ambas de tipo enana esferoidal, completamente distintas a las Nubes de Magallanes. Eso sí, Shapley ya sabía medir distancias cuando las halló usando un método que popularizó años antes Edwin Hubble: las estrellas variables cefeidas. Enseguida se dio cuenta de que estas peculiares acumulaciones de estrellas, eran en realidad galaxias del Grupo Local. Nadie las había visto antes porque este tipo de galaxias tienen un brillo bajísimo, es más ¡son casi transparentes!

Desde entonces no se han dejado de encontrar nuevas galaxias componentes del Grupo Local. La mayoría son enanas esferoidales que orbitan la Vía Láctea o Andrómeda, las dos grandes galaxias principales de dicho grupo. Para que os hagáis una idea: sólo en el sistema de la Vía Láctea se han encontrado unas 11 galaxias satélites, y seguramente habrá más, ya que al encontrarnos dentro no podemos ver lo que hay al otro lado de nuestra galaxia.

Parece ser que el origen de estas galaxias enanas lo encontraríamos en pequeñas inhomogeneidades producidas durante el periodo de inflación del Universo. Durante este corto periodo de tiempo posterior al Big Bang, el Universo se expandió rápidamente de manera casi homogénea. Pequeñas fluctuaciones en la distribución de la densidad (las inhomogeneidades que mencionaba antes) habrían permitido que se formaran las primeras acumulaciones densas de materia, dando lugar a las primeras protogalaxias.

Todo esto no lo ha inventado servidor. Es lo que predicen los modelos Λ-CMD, del inglés Cold Dark Matter, o materia oscura fría si lo prefiere usted en la lengua de Cervantes. Esta teoría, que supuso toda una revolución a mediados de los años 80, predice que dichas protogalaxias serían galaxias enanas que con el paso de años... millones de años... miles de millones de años, habrían formado las grandes galaxias que podemos contemplar hoy con nuestros telescopios. Únicamente necesitamos que estas pequeñas galaxias interactúen para eventualmente fusionarse entre ellas.

¿No les parece fascinante? Los modelos de Λ-CMD predicen pues que las galaxias enanas que hoy día vemos orbitando la Vía Láctea son de hecho "fósiles" de aquellas galaxias primordiales que todavía no han "caído" en nuestra galaxia. Las primeras grandes estructuras que se formaron en nuestro Universo. Los ladrillos con los que se construye el tejido mismo del Universo. Esto hay que estudiarlo bien. ¿Será verdad?

En 1994, Rodrigo Ibata, Mike Irwin y Gerry Gilmore descubrieron lo que resultó ser una galaxia en pleno proceso de caída hacia la Vía Láctea. Se trata de la elíptica enana Sagitario. Costó encontrarla, porque apenas queda una "cinta" de material que rodea nuestra galaxia. Las grandes fuerzas de marea a las que está sometida la han ido deformando y se estima que en unos 100 millones de años atravesará el disco de la Vía Láctea, para ser finalmente absorbida por ella. Esto es un puntito a favor de este posible escenario predicho por la Λ-CMD.

No vayan ustedes a creer, sin embargo, que iba a ser tan fácil explicar el origen de las galaxias. Estos modelos también tienen sus desavenencias con las observaciones. La más importante de todas, al menos a mi parecer, consiste en que se predicen un número de pequeñas acumulaciones de materia, o halos, orbitando las grandes galaxias uno o dos órdenes de magnitud mayor que el observado. Hablando en cristiano: que donde debería haber 500 galaxias sólo se observan 11.

- Y bien... ¿Qué está pasando?- Pregunta mi amigo Al Sufi.

- Puede que no las veamos porque nuestros telescopios no son lo suficientemente potentes.

- No. Son débiles pero no tanto como para no verlas con nuestros grandes telescopios.

- Tal vez se encuentran todas las que faltan detrás del disco de la Vía Láctea.

- Parece un poco improbable, ¿no?

- La Λ-CMD habla únicamente de halos de materia. ¿Y si fuesen halos de materia oscura que no emiten luz? Podrían estar ahí, y nosotros no verlos.

Qué gran mente la de Al Sufi ¡Cómo se nota que es astrónomo! Pues esto es lo que pensaron muchos astrofísicos como posible solución. Principalmente, la combinación de dos mecanismos habría suprimido, o al menos frenado, la formación de estrellas en estos halos de materia oscura. El primero de los mecanismos sería debido a la inmensa energía liberada por la primera generación de estrellas nacidas en el Universo. A esto se le llamó la Reionización del Universo, y actuó de manera global sobre todas estas galaxias calentando el gas de su interior y evitando que se contrajese para formar nuevas estrellas. El segundo mecanismo importante está relacionado con la energía mecánica que liberan las estrellas al explotar como supernovas. Esta energía podría ser capaz de barrer todo, o parte, del gas contenido en un halo pequeño, como los halos de los que estamos hablando.

La combinación de estos dos procesos es eficaz inhibiendo la formación de estrellas en halos pequeños. De hecho, demasiado eficaz. Algunas de las galaxias enanas que observamos deberían ser completamente oscuras si estos dos mecanismos actuasen tal y como predicen los modelos. ¡Pero las vemos!, es decir que han podido formar estrellas aún a pesar de todo ¿Qué pasa? ¡Menudo problema! Tal vez se nos estén escapando cosas, como que los halos de materia oscura fueran más grandes en el pasado, que la Reionización del Universo fuese inhomogénea y afectase de forma diferente a cada galaxia... Todas estas posibilidades y muchas más han sido propuestas para salvar la aparente contradicción, y por ahora la cosa va encajando.

-¡¿Cómo que va encajando?!- Exclama Al Sufi desosegado.- ¡A lo mejor nos estamos equivocando de ladrillos! ¿Qué me dices de las Ultra Faint Dwarf Galaxies?

Al Sufi, es todo un políglota, habla persa, español, inglés y chapurrea algo de chino. La traducción de lo que acaba de decir es galaxias ultradébiles, y se refiere a unas pequeñísimas aglomeraciones de estrellas que han sido descubiertas recientemente orbitando la Vía Láctea. Pudiera ser que la Λ-CMD funcione muy bien y las primeras galaxias formadas fuesen estas galaxias ultradébiles en vez de las esferoidales enanas. Estas galaxias parecen ser casi en su totalidad materia oscura. Sumándolas a las 11 satélites que ya teníamos antes nos dan un total de 21 satélites, que sigue siendo, en cualquier caso, un número insuficiente. No obstante, al ser tan difíciles de encontrar, y al haberse buscado por ahora sólo en el hemisferio norte, cabe la posibilidad de que buscando, al final... ¿Ustedes qué opinan?

La verdad, no me importa demasiado si son ultradébiles o esferoidales clásicas. Las satélites se han vuelto una especie de obsesión para mí desde que entendí por qué son tan importantes. No paro de observarlas con mi telescopio y hallar la edad, contenido en elementos pesados y velocidades de sus estrellas. ¡Sí, lo puedo hacer estrella por estrella! Al estar cerca y ser sistemas estelares relativamente simples, puedo hacer casi todos los estudios imaginables con ellas. Ahora mismo, me gustaría saber si de verdad son estas esferoidales enanas los ladrillos que formaron la Vía Láctea. Para ello podría medir las edades de sus estrellas más viejas, por ejemplo, y compararlas con las edades de las estrellas más longevas de nuestra galaxia. También podría medir cuan abundantes son los elementos pesados en ellas y hacer una comparación con las estrellas de la Vía Láctea. Cada nueva generación se forma con gas pre-procesado por la generación anterior. El gas se va enriqueciendo con átomos de elementos pesados a medida que se suceden las generaciones, por lo que las estrellas con menos elementos pesados vendrían de generaciones anteriores. Si suponemos que galaxias como éstas formaron la nuestra, sus estrellas más viejas y pobres en elementos pesados deberían ser en promedio al menos tan viejas y pobres en elementos pesados como las más viejas y pobres en elementos pesados de la Vía Láctea. Suena confuso, pero tiene toda la lógica del mundo: en principio los cimientos de una casa siempre serán tan o más viejos que la propia casa.

Ya les mantendré informados sobre mis pesquisas en el futuro... Puede que dentro de otros 500 años escriba algo sobre lo que se descubrió finalmente durante estas décadas tan fructíferas. Nunca pierdan la perspectiva. Tengan en cuenta que cuando yo escribía mis apuntes a bordo de la Victoria, la Tierra era el centro del Universo.

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El autor

Andrés del Pino Molina es doctorando FPI en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Investiga la formación estelar de las galaxias satélites de la Vía Láctea.

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