Las galaxias espirales podrían haber tenido forma de lenteja antes de convertirse en remolinos estelares.

La Vía Láctea podría haberse parecido más a una legumbre que a un remolino estrellado.

A lo largo de su increíblemente larga vida, se cree generalmente que las galaxias espirales como la Vía Láctea se transforman en galaxias "lenticulares", con forma de lenteja, y luego en manchas elípticas (SN: 4/23/18). Pero un análisis de galaxias cercanas sugiere que nuestra galaxia, y otras similares, alguna vez fueron lenticulares, informa el astrónomo Alister Graham en el número de julio de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Si es correcto, la propuesta de Graham de actualizar la secuencia evolutiva de las galaxias reescribiría la historia de la Vía Láctea.

"Las lenticulares siempre han sido como los hijos abandonados de la morfología de las galaxias", dice el astrónomo Christopher Conselice de la Universidad de Manchester en Inglaterra, quien no participó en el estudio. Pero este artículo las pone en foco, dice, como un aspecto importante de cómo cambian las galaxias.

Las lenticulares reciben su nombre de la forma en que todo su halo de estrellas, cuando se ve de perfil, se abulta en el medio y se adelgaza hacia los costados, como una lenteja. Estas galaxias exhiben una mezcla confusa de propiedades que ha puesto en duda su supuesto lugar en el medio de las secuencias de evolución de las galaxias.

"Desde hace un tiempo sabemos que eso casi con certeza no es correcto", dice Conselice. Lo que resulta particularmente desconcertante es que las lenticulares, a pesar de sus discos en forma de espiral, no tienen mucha gas, lo que las dificulta para generar nuevas estrellas. Las galaxias espirales sí tienen mucho gas para formar estrellas y los científicos no están seguros de por qué las galaxias lenticulares no lo tienen.

Graham, de la Universidad de Tecnología de Swinburne en Hawthorn, Australia, encontró nuevas pistas para resolver este misterio de la evolución de las galaxias al considerar los agujeros negros.

La mayoría de las galaxias albergan un agujero negro supermasivo en su centro, y cuando las galaxias se fusionan, también lo hacen esos agujeros negros. Esto hace que la masa del agujero negro de una galaxia sea una especie de registro de sus colisiones pasadas. Si una galaxia se hizo grande al devorar a sus vecinas en lugar de absorber el gas circundante, su agujero negro debería ser considerable en comparación con el enjambre de estrellas que lo rodea.

Utilizando imágenes de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, Graham comparó las masas de los agujeros negros y las estrellas de alrededor de 100 galaxias cercanas. Para galaxias de la misma forma, observó que la masa del agujero negro y la masa estelar tienden a estar vinculadas de una manera predecible, excepto para las galaxias lenticulares.

Cuando Graham examinó más de cerca las lenticulares, se dio cuenta de que en realidad son dos grupos distintos que habían sido agrupados: aquellos que tienen mucha polvo interestelar y los que no. Esta división, que ya había informado en el número de mayo de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, podría haber sido una diferencia estética superficial. Pero las masas de los agujeros negros de las galaxias sugieren lo contrario.

Las galaxias lenticulares ricas en polvo y las pobres en polvo tienen relaciones totalmente diferentes entre sus masas de agujero negro y sus masas estelares, lo que sugiere historias diferentes y explica el comportamiento aparentemente disperso de las galaxias lenticulares. Las galaxias con polvo tienden a tener un agujero negro supermasivo más robusto que los que se encuentran tanto en las espirales como en las lenticulares pobres en polvo. Las lenticulares pobres en polvo suelen ser más pequeñas en términos de masa de agujero negro y masa estelar.

Esto llevó a Graham a concluir que las galaxias espirales están realmente entre los dos tipos de lenticulares, en términos evolutivos. Su nuevo análisis sugiere que las lenticulares pobres en polvo se convierten en espirales después de capturar pequeñas "galaxias satélite" y otras fusiones menores, aumentando sus masas de agujeros negros y atrapando gas cercano.

Propone que cuando las espirales chocan con otras galaxias sustanciales, se convierten en lenticulares ricas en polvo, y de hecho, agrega, cada lenticular rica en polvo en su conjunto de datos fue reconocida previamente como el remanente de una fusión de galaxias en espiral. Las colisiones entre estas lenticulares ricas en polvo son suficientes para erosionar finalmente los discos de estrellas de las galaxias y destruir su polvo, produciendo galaxias elípticas con formas redondeadas.

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Los agujeros negros son un buen indicador de la evolución de las galaxias, dice Conselice, pero la nueva secuencia podría ser controvertida. Un problema, dice, es que las galaxias lenticulares en el universo cercano suelen ser tan livianas que necesitarían fusionarse decenas o incluso cientos de veces, mucho más de lo esperado como promedio durante 10 mil millones de años, para formar una galaxia espiral grande.

Pero las cosas podrían haber sido diferentes en el universo temprano, agrega. Hace mucho tiempo, podría haber habido lenticulares más masivas. Descubrirlo podría ser posible con el Telescopio Espacial James Webb, que puede detectar luz infrarroja increíblemente tenue, lo que permite a los científicos observar más lejos, y más atrás en el tiempo, que nunca antes (SN: 12/16/22).

“If you could look in the more distant universe, you could potentially see some of these galaxies when they’re first forming, or when they’re evolving,” Conselice says. “We could potentially really test this idea.”

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