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Una nueva investigación dirigida por astrónomos del Centro Internacional para la Investigación de Radioastronomía (ICRAR, por sus siglas en inglés), en Australia, puede haber respondido una pregunta que se plantean los científicos desde hace décadas sobre la evolución de las galaxias. Los investigadores aprovecharon el poder de la inteligencia artificial (IA) para realizar el primer análisis de la relación entre la morfología y la densidad de galaxias en una simulación hidrodinámica cosmológica. Esto les permitió descubrir que podría haber tres procesos clave en el cambio de la morfología de las galaxias, comunicaron este viernes.
La relación morfología-densidad
Desde que se inventó la clasificación morfológica de las galaxias (conocida como Secuencia de Hubble), en 1926, los astrónomos han estado refinando nuestra comprensión de la evolución y la morfología de las galaxias. En la década de 1970, los investigadores confirmaron que la morfología óptica de las galaxias está fuertemente relacionada con el entorno galáctico en lo que denominaron ‘relación morfología-densidad’.
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El autor principal, el Dr. Joel Pfeffer, del ICRAR, dijo que la investigación explica la “relación morfología-densidad”, donde las galaxias agrupadas parecen más suaves y sin los rasgos distintivos de sus contrapartes individuales. De este modo, las galaxias, denominadas ‘tempranas’, que se encuentran agrupadas en cúmulos serían del tipo elípticas y lenticulares (con forma de lente). La fracción de galaxias de tipo temprano aumentaría con la densidad de galaxias locales. Por otro lado, las galaxias solitarias, también llamadas ‘tardías’, tienden a tener forma de espiral.
La inteligencia artificial al servicio de la astronomía
Usando las poderosas simulaciones de EAGLE (un algoritmo de inteligencia artificial basado en redes neuronales) para clasificar las galaxias por su forma, los investigadores describieron tres mecanismos clave que dan como resultado la relación morfología-densidad observada. “Hemos descubierto que suceden algunas cosas diferentes cuando juntamos muchas galaxias”, comentó el Dr. Pfeffer.
Un primer mecanismo explica la transformación de galaxias dominadas por discos de tipo tardío (espiral) a galaxias lenticulares a través de la extracción de gas en entornos de alta densidad. “Los brazos espirales de las galaxias son muy frágiles y, a medida que aumenta la densidad de los cúmulos galácticos, las galaxias espirales comienzan a perder su gas. Esta pérdida de gas hace que ‘dejen caer’ sus brazos espirales, transformándose en una forma lenticular“, explicó Pfeffer.
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El estudio también identificó varias galaxias lenticulares fuera de las regiones de alta densidad donde se espera observarlas, y el modelo sugiere que fueron creadas por la fusión de dos galaxias. “Otra causa son las fusiones de galaxias, que pueden hacer que dos o más galaxias espirales se estrellen para formar consecuentemente una de grande y elíptica“, analiza Pfeffer. Este sería el segundo mecanismo que describe la formación de galaxias lenticulares por retroalimentación de agujeros negros inducida por la fusión en entornos de baja densidad.
Un tercer mecanismo en la evolución galáctica estaría relacionado con que la fracción cada vez mayor de galaxias de gran masa, que probablemente sean elípticas, impulsa el rápido aumento de galaxias elípticas a densidades más altas. Lo que sería un mecanismo de retroalimentación positiva.
El Dr. Pfeffer dijo que el trabajo reúne varias investigaciones sobre la evolución galáctica, para comprender por primera vez la relación morfología-densidad. “Ha habido muchas sugerencias a lo largo del tiempo, pero este es el primer trabajo que realmente junta todas las piezas del rompecabezas“, subrayó. Los resultados fueron publicados, este viernes, en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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