Galaxias con dos barras: sorprendentes, comunes… ¡y puede que esenciales para entender la evolución de nuestro Universo!

Dr. Adriana de Lorenzo-Cáceres

Si alguna vez se han preguntado qué hacen los astrofísicos, la respuesta general habrá sido “intentar entender cómo se formó el Universo y qué le ocurrirá”. Paradójicamente, una respuesta más precisa vendría dada por la vaga expresión “depende”. La investigación astrofísica actual se organiza en varias ramas dedicadas a estudiar una escala espacial y/o temporal concreta. Los científicos hemos adaptado nuestras técnicas para analizar el Universo desde la estrella más cercana, nuestro Sol, hasta la estructura a gran escala donde galaxias como nuestra propia Vía Láctea contribuyen mínimamente a la red de materia brillante que se encuentra inmersa en un gran espacio vacío. No podemos meter nuestros objetos de estudio en el laboratorio pero somos capaces de diseccionarlos en nuestros ordenadores, bien a través de datos tomados con telescopios, bien con simulaciones numéricas. Así pues, combinamos Física, Matemáticas y Química para extraer tanta información como nos es posible. Necesitamos colocar cada pieza del gran puzle del Universo para revelar la imagen fundamental: la historia de la materia y la vida desde el Big-Bang hasta el futuro lejano. Comprender de dónde venimos y cómo es posible que estemos aquí son las preguntas que yacen en el fondo de la curiosidad humana y que han motivado a filósofos y científicos de todas las eras.

La Extragaláctica es la rama de la Astrofísica dedicada al estudio de las galaxias más allá de la Vía Láctea: por qué y cómo se forman, evolucionan, interaccionan y mueren. Aún no hemos sido capaces de comprender los procesos evolutivos que dirigen la vida del zoo de galaxias presente en el Universo. Las galaxias pueden estar aisladas o en grupos o cúmulos; pueden aparecer como esferoides puros, como discos, o incluso mostrar una variedad de formas; pueden estar formando estrellas violentamente o envejeciendo tranquilamente; y pueden poseer una infinidad de propiedades que aún estamos descubriendo.

Si se nos pide que pensemos en una galaxia, inmediatamente imaginamos una componente central (el “bulbo”) rodeada por un disco y unos brazos espirales. Tales objetos existen realmente pero solo representan una fracción de todas las galaxias del Universo. Para muchos resulta sorprendente el hecho de que muchas galaxias muestren también una estructura alargada en forma de barra, compuesta del mismo material que el resto: estrellas, gas y polvo. Estas “barras” están presentes en al menos el 60% de todas las galaxias espirales que se han observado hasta el momento, siendo por tanto estructuras muy comunes. Nuestro hogar, la Vía Láctea, es también una galaxia espiral común… ¡y por supuesto tiene una barra!

Si la presencia de una barra en una galaxia puede ser sorprendente, el hecho de que algunas galaxias tengan no una sino dos barras a la vez es apabullante. Las galaxias con dos barras fueron observadas por primera vez durante la segunda mitad de los ’90. Desde entonces, los astrofísicos han confirmado la coexistencia de dos barras en al menos 50 galaxias, lo que representa un 20% de todas las galaxias espirales cercanas a la Vía Láctea. Esta fracción seguramente aumente en el futuro próximo gracias al desarrollo de telescopios más grandes, instrumentos más sensibles y mejores técnicas de análisis. La justificación para esta afirmación es que, cuando dos barras coexisten en una galaxia, una de ellas es siempre bastante pequeña y por tanto difícil de detectar. Es la llamada “barra interna”.

Las galaxias con dos barras podrían estar desempeñando un papel fundamental en la evolución del Universo. Las galaxias muestran normalmente cierto grado de “axisimetría” (simetría rotacional o circular, tal como la presentada por un disco). La ruptura de esta simetría debido a la presencia de una barra tiene grandes implicaciones para la evolución de la galaxia: las barras son capaces de transportar material (gas y estrellas) hacia el interior y el exterior. Este proceso es más eficiente si dos barras coexisten en una galaxia. Las consecuencias son la formación de nuevas estrellas, la modificación de la morfología de la galaxia e incluso la activación de los agujeros negros centrales. Debemos cuantificar el papel de las barras internas en estos procesos para así averiguar si son estructuras clave en la evolución galáctica, tal y como se ha teorizado. Esta tarea se ve sin embargo obstaculizada por la falta de conocimiento que tenemos acerca de las propiedades y características de las galaxias con dos barras en general: su compleja estructura, con varias componentes superpuestas, hace que el nivel de calidad necesario para su observación y análisis sea muy exigente.

Desafortunadamente no tenemos respuestas definitivas aún: la investigación en Astrofísica Extragaláctica está ocurriendo ahora y hay científicos analizando datos de galaxias con dos barras mientras ustedes leen este artículo. Pese a todo, en los últimos 5-10 años ha habido bastante progreso en este campo, gracias a nuevos instrumentos que permiten obtener mejores datos. Ahora sabemos que la barra grande (la “barra externa”) se forma en primer lugar. A continuación, el gas fluye a lo largo de ella y se acumula en el centro, donde nuevas estrellas nacen y forman la barra interna. De nuevo, el gas fluye por esta barra interna pero resultados preliminares indican que este proceso no tiene grandes consecuencias para la evolución general de la galaxia. ¡El hecho de que dos estructuras no axisimétricas coexistan en una galaxia pero sin afectarlas en gran medida es sorprendente!

La diversión no ha hecho más que empezar y los nuevos resultados plantean nuevas preguntas, tales como la posibilidad de que todas las galaxias con una barra desarrollen una barra interna alguna vez, o si las barras pueden llegar a desaparecer en algún momento. Paso a paso, estrella a estrella, galaxia a galaxia… conseguiremos reproducir la película de nuestro Universo.

Por Dr. Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez. Facultad de Ciencias Físicas y Astronomía. Universidad de St Andrews, Escocia, UK.

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