Un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha analizado, con un nivel de detalle inédito, más de doscientas galaxias situadas en vacíos cósmicos, las regiones más despobladas de la red que estructura el Universo. Los resultados, publicados en la revista Astronomy & Astrophysics, muestran que estas galaxias conservan mejor su gas y mantienen una formación estelar más intensa y prolongada que sus equivalentes en entornos más densos, sobre todo en sus regiones externas.
Hasta ahora, la mayoría de trabajos sobre galaxias en vacíos cósmicos las trataban como puntos de luz únicos, sin distinguir qué ocurría en su interior. El equipo, en cambio, ha empleado por primera vez con este nivel de detalle datos de espectroscopía de campo integral procedentes del proyecto CAVITY, con base en el Observatorio de Calar Alto (Almería) y gestión científica del propio IAA-CSIC. Esta técnica permite analizar el gas ionizado región por región dentro de cada galaxia, en lugar de promediar toda su luz en una sola medida.
“Nuestros resultados indican que las galaxias situadas en vacíos cósmicos conservan mejor su gas y mantienen una formación estelar más activa, especialmente en sus regiones externas y en galaxias en transición entre espirales y elípticas”, resume Ana Conrado, investigadora del IAA-CSIC que lidera el trabajo. El hallazgo es especialmente llamativo en las galaxias que atraviesan ese tránsito evolutivo entre espirales y elípticas, un proceso que, según sugiere el estudio, avanza mucho más despacio en los vacíos cósmicos que en el resto del Universo. Los autores interpretan que esta mayor cantidad de gas podría deberse a que las galaxias en vacíos evolucionan de forma más aislada y menos perturbada, lejos de los encontronazos y fusiones que aceleran el envejecimiento galáctico en entornos más poblados.
El equipo científico ha utilizado datos de espectroscopía de campo integral del proyecto CAVITY, con base en el Observatorio de Calar Alto (Almería) y gestión científica del IAA-CSIC, una técnica que permite analizar el gas ionizado región por región dentro de cada galaxia en lugar de tratarla como un único punto de luz. Los resultados, además, coinciden con trabajos previos del mismo equipo sobre las poblaciones estelares de estas galaxias, lo que refuerza la idea de que el entorno cósmico condiciona de forma directa el ritmo al que envejecen las galaxias.
Un mapa con desiertos y ciudades
El Universo no reparte sus galaxias al azar. Están organizadas en una vasta estructura conocida como red cósmica, un entramado de cúmulos conectados por filamentos y paredes de materia, entre los que se abren enormes regiones casi despobladas: los vacíos cósmicos. La palabra «vacío» es, en realidad, engañosa. Estas regiones no están completamente huecas, sino que contienen muchas menos galaxias que el resto de la red, lo que las convierte en un laboratorio natural para estudiar cómo el entorno —y no solo la propia naturaleza de una galaxia— condiciona su evolución.
Comparar una galaxia en un vacío con otra en un cúmulo denso es, de algún modo, comparar dos formas de envejecer: una en un barrio tranquilo y otra en pleno centro, sometida al constante roce con sus vecinas. En los cúmulos, las galaxias interactúan con frecuencia, se fusionan, pierden gas por efecto de la presión del medio que las rodea y aceleran así muchos de sus procesos evolutivos. En los vacíos, por el contrario, esa influencia externa es mínima, lo que podría explicar por qué sus galaxias se mantienen «más jóvenes» en términos de actividad estelar durante más tiempo.
Mirar dentro de cada galaxia, no solo su brillo total
Estudiar una galaxia como un único punto de luz tiene un límite claro. “Sería como estudiar una ciudad observando únicamente su brillo desde el espacio: no podríamos distinguir barrios, calles o zonas con características diferentes”, explica Rubén García Benito, investigador del IAA y segundo autor del trabajo. Las galaxias, recuerda, son sistemas complejos y heterogéneos, con regiones centrales y discos externos que pueden comportarse de manera muy distinta entre sí. “Para comprender cómo evolucionan es necesario estudiar cómo cambian estas propiedades dentro de cada galaxia”, añade.
Esa es precisamente la aportación central del proyecto CAVITY: en lugar de fotografiar galaxias como manchas uniformes, obtiene un espectro para cada pequeña porción de su superficie, lo que permite reconstruir mapas detallados de propiedades como la cantidad de gas ionizado, la tasa de formación estelar o la extinción provocada por el polvo interestelar. Aplicada a más de doscientas galaxias en vacíos y comparada con galaxias de otros entornos, esta técnica ha permitido detectar diferencias que antes pasaban completamente desapercibidas.
Más gas, más estrellas, menos polvo
Los datos son consistentes en varios frentes. “Los resultados muestran que las galaxias de los vacíos presentan una formación estelar más intensa y una menor extinción, relacionada con una menor cantidad de polvo”, apunta Rosa M. González, investigadora del IAA-CSIC y coautora del estudio. El efecto es más evidente en las regiones externas de las galaxias espirales, es decir, en sus discos, que en las zonas centrales.
A través de mediciones indirectas, el equipo estima además que las galaxias de los vacíos contienen una mayor cantidad de gas que sus equivalentes en entornos más densos. Los autores manejan dos hipótesis, no excluyentes entre sí: que estas galaxias conserven mejor el gas con el que nacieron, o que reciban un aporte más continuo de material desde el entorno filamentoso que las rodea, incluso en una región tan despoblada. “Esto podría deberse a que las galaxias en vacíos evolucionan de forma más lenta y menos perturbada, lo que les permitiría conservar su gas y mantener la formación estelar durante más tiempo”, señala Conrado.
Una historia que ya apuntaban las estrellas
Este resultado no llega de la nada. Según destaca la propia investigadora, “los resultados coinciden con nuestro trabajo previo sobre las propiedades de las estrellas en galaxias en vacíos”, lo que refuerza la idea de que el entorno cósmico desempeña un papel clave en la evolución galáctica. Dicho de otro modo: tanto las poblaciones estelares ya formadas como el gas todavía disponible para formar nuevas estrellas cuentan, de manera independiente, una versión coherente de la misma historia. Las galaxias de los vacíos cósmicos no solo parecen más jóvenes por su actividad actual, sino que también llevan escrita en sus estrellas una infancia distinta a la de sus vecinas más concurridas.
El trabajo abre además una vía de investigación con recorrido. Al tratarse de la primera vez que se estudia con este nivel de detalle espacial una muestra tan amplia de galaxias en vacíos, el equipo cuenta ahora con un mapa mucho más rico que permitirá afinar los modelos sobre cómo la estructura a gran escala del Universo esculpe, región a región, la vida de cada galaxia. Y sugiere, de paso, una idea sencilla pero potente: el lugar donde nace una galaxia no determina solo su posición en el cosmos, sino también el ritmo al que envejece.
