Qué es la energía oscura, el descubrimiento de nuevos cúmulos estelares en la Vía Láctea, estrellas supermasivas 300 veces superiores a la del Sol, cómo evolucionan las galaxias y su fascinante baile cósmico. Son algunos de los temas que Mariano Moles, director del Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón, ha compartido con nosotros en esta entrevista. El experto impartió ayer la conferencia 'Vecinos galácticos' en el Museo de las Ciencias y con él (mientras imaginamos de fondo la voz de George Harrison cantando 'Across the Universe' ) hemos viajado por nuestro 'vecindario' hasta las Nubes de Magallanes...
¿Qué sabemos de nuestros vecinos galácticos?
Hasta hace unas décadas conocíamos con cierto detalle la Galaxia de Andrómeda (M31) y su principal satélite, la Galaxia del Triángulo (M33), por ser galaxias luminosas. Poco se conocía más allá de la mera descripción de las Nubes de Magallanes, hasta que se instalaron instrumentos potentes en el Hemisferio sur. Y de las demás, menos luminosas y más distantes, apenas se conocía el censo y no del todo completo.
Los avances en nuestra disciplina, particularmente en instrumentación, han permitido conocer en detalle muchas de ellas, su contenido estelar, sus propiedades globales, sus masas y trayectorias, su historia y evolución. Incluso, en un magnífico ejercicio de lo que podríamos llamar arqueastronomía, se ha conseguido identificar restos de lo que fueron otros satélites hoy desaparecidos por la influencia destructiva de nuestra propia galaxia. Las Nubes de Magallanes han sido objeto preferente de la actividad de muchos instrumentos instalados en el Sur. Por otro lado, el censo puede considerarse exhaustivo. Se han caracterizado galaxias de muy pequeño tamaño y baja luminosidad pero con masas relativamente grandes, que albergan una gran proporción de materia oscura. El entorno de nuestra Galaxia y de su principal compañera, Andrómeda, se han convertido así en laboratorio no sólo de la evolución de las galaxias sino también para aspectos fundamentales de Cosmología.
Las Nubes de Magallanes ¿qué son y hacia donde van?
Las Nubes de Magallanes, así denominadas en honor a Magallanes, el primer europeo que las describió (si bien Al Sufi en el siglo X ya las catalogó). Dentro de la corte de satélites en el Grupo Local se distinguen por contener mucho gas y, en consecuencia, poseer una tasa actual de formación estelar relativamente importante. Se aceptaba sin discusión que son satélites próximos a nuestra Via Láctea. Sin embargo, resultados en los últimos 5 años han puesto en tela de juicio ese punto de vista. Por un lado algunos científicos argumentan, siempre sobre la base de datos de la máxima calidad, que en realidad las Nubes de Magallanes han llegado recientemente a los alrededores de la Vía Láctea y, aunque sienten su influencia, no están ligadas gravitatoriamente a ella de manera permanente. Si este es el caso estarían tan sólo de paso por nuestra región del cielo. En esta hipótesis habría que buscar su origen en el pasado de M31, que podría haber sufrido un proceso de fusión del que habrían resultado las Nubes de Magallanes como "Enanas de marea", es decir, formadas en las grandes colas de marea provocadas por la fusión. Pero también hay científicos que defienden que son sistemas permanentemente ligados a la Vía Láctea. En este caso la masa de nuestra Galaxia debería ser mayor de la que se estima, teniendo por tanto una mayor fracción de materia oscura. El caso no está cerrado y nuevos datos y nuevos análisis y simulaciones permitirán ir avanzando en esta cuestión en el futuro próximo.
¿Y la Nebulosa de la Tarántula?
La Nebulosa de la Tarántula, o 30 Doradus, o R136, es una región de formación estelar en la Gran Nube de Magallanes, identificada como nebulosa ya a mitad del siglo XVIII. Se trata de una región de muy alta actividad de formación estelar, la mayor en las Galaxias del Grupo Local y contiene una importante fracción de estrellas masivas y luminosas. Por algún tiempo se conjeturó que en su centro contenía estrella supermasivas, lo que se ha confirmado usando las más poderosas técnicas de observación. Se han encontrado 4 estrellas supermasivas en R136, con masas que pueden llegar a las 300 veces la masa del Sol, de ahí el nombre de supermasivas. Estos hallazgos desafían de nuevo a las teorías de formación estelar, que habían considerado hasta ahora como límite a la masa de las estrellas la cantidad de 150 veces la masa del Sol. Es evidente que, por muchas razones, la Tarántula y la propia Nube Grande de Magallanes son objetos de estudio preferentes.
Recientemente, la revista Natura ha publicado un estudio que defiende la rotación de un disco de galaxias enanas en torno a la galaxia de Andrómeda, ¿se puede decir que existe una organización y dependencia ‘intergaláctica’? ¿Qué sabemos de la evolución y comportamiento de las galaxias?
Se trata de un resultado difícil de establecer e importante. Cuando se estudian grupos y cúmulos de galaxias se concluye que es la dispersión de velocidades, algo así como la agitación de las galaxias dentro de la estructura, la que mantiene el sistema en equilibrio. Según ese resultado sobre el sistema de satélites de Andrómeda, los movimientos de dichos satélites sería organizados y sistemáticos, algo análogo a los movimientos de los planetas alrededor del Sol aunque a una escala muchísimo más grande. En el caso del sistema solar la explicación se inicia considerando que el Sol y los planetas se originaron simultáneamente en una nube que ya poseía un movimiento de rotación. El caso de las galaxias es mucho más difícil de explicar y plantea por tanto serios interrogantes tanto sobre cómo se ha llegado a esa situación como sobre su estabilidad y perdurabilidad.
También se habla de la existencia de galaxias oscuras, ¿qué son?
Cuando se analizan la masa y luminosidad de una población numerosa de galaxias, se encuentra una cierta tendencia de modo que las más luminosas tienden a ser también más masivas, definiendo una relación masa/luminosidad o M/L para abreviar. Hay diferencias en M/L entre galaxias elípticas y espirales y una cierta dispersión en esa relación, si bien está bien definida en términos estadísticos. Esto es particularmente así cuando la población analizada contiene galaxias de las llamadas normales o de la secuencia de Hubble. Ahora bien, cuando se analizan galaxias más pequeñas, llamadas enanas, como algunos de los satélites de la Vía Láctea, esa relación M/L alcanza valores significativamente más altos de los que se encontraban para galaxias de la secuencia de Hubble. En otro términos, esas galaxias enanas contienen mucha más masa que la que les correspondería por su luminosidad. Análisis dinámicos y de contenido estelar muestran además que la mayor parte de esa masa es materia oscura, de modo que no solo contienen más masa por unidad de luminosidad, sino que contiene una mayor fracción de materia oscura. De ahí el apelativo con que a veces se les designa.
Dirige el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón, ¿qué principales campos investigan, qué objetivos se plantean?
El CEFCA es un centro de investigación de creación reciente, que tiene como objetivo central la construcción del Observatorio Astrofísico de Javalambre y la explotación científica de los datos que proporcione. Esos datos serán de gran valor para múltiples dominios de la Astrofísica. El CEFCA no pretende abarcar todos o una gran parte de esos temas sino concentrar los esfuerzos en dos campos amplios que son la Formación Y Evolución de Galaxias, por un lado, y la Cosmología por otro. Durante la primera etapa de actividad del CEFCA, que comprende los 6-7 primeros años, el esfuerzo principal dentro de la Cosmología será dedicado a desentrañar la presencia, importancia y naturaleza de la energía oscura, que, según las conclusiones más recientes que permiten los datos, supondría más del 70% del contenido total del Universo. Componente sobre la que sin embargo no tenemos ninguna interpretación válida por el momento. En cuanto a las Galaxias, en estos primeros años los esfuerzos se van a concentrar en la caracterización de la evolución de la tasa de formación estelar y en la evolución de los parámetros físicos de las galaxias de tipo elíptico.
Investigadores del centro que dirige han descubierto la existencia de Masgomas-1, un cúmulo estelar masivo ¿qué es y en qué radica su importancia?
Un cúmulo masivo abierto es una agrupación de miles de estrellas jóvenes que se mantienen juntas por la fuerza de la gravedad y cuya masa total es superior a 10.000 masas solares. Actualmente, y pese a ser objetos muy masivos, apenas se conocen una decena de ellos en nuestra galaxia, del centenar que se calcula que existen. Son ellos los que marcan el ritmo de la actividad de formación estelar de la Vía Láctea y resultan perfectos para estudiar la estructura y los procesos que tienen lugar en nuestra galaxia.
Hasta hace poco tiempo, se suponía que nuestra galaxia, la Vía Láctea, estaba formando estrellas a un ritmo más lento del que le correspondía por su tamaño y características. Los datos de los últimos años han permitido descubrir nuevos cúmulos de estrellas jóvenes, como el caso de Masgomas-1, y estos hallazgos indican que la Vía Láctea es en realidad una máquina muy eficiente de formar nuevas estrellas.
Masgomas-1 tiene unas 20.000 masas solares y se encuentra a 11.500 años luz de la Tierra. El caso de Masgomas-1 es especialmente interesante porque, por primera vez, se ha confirmado en un mismo cúmulo la presencia de estrellas supergigantes rojas ya evolucionadas y estrellas calientes aun sin evolucionar, lo que ha permitido a los investigadores determinar de manera precisa la edad del cúmulo, que se encuentra en torno a 9 millones de años.
El pasado mes de septiembre entró en funcionamiento el telescopio T80, el más pequeño de los dos con los que contará el Observatorio de Astrofísica del Pico del Buitre de Javalambre ¿Qué tal está funcionando? ¿Cuándo estará el telescopio grande, el T250 y que capacidad tendrá?
El telescopio T80 fue instalado en Septiembre pasado. Desde entonces se han llevado a cabo pruebas de puesta a punto y calidad para verificar que cumple con los requisitos que se impusieron al definirlo. Aunque ya se han tomado imágenes, el proceso de ajuste no está aún completado. Hay que tener en cuenta que se trata de un telescopio que si bien es modesto por su apertura (83cm), es muy exigente por el campo de visión, más de 3 grados cuadrados, con alta calidad de imagen en toda su extensión. Las pruebas deben ser realizadas sistemáticamente y a día de hoy todavía no se han concluido, por lo que el telescopio todavía no ha sido recepcionado por el CEFCA. Los primeros resultados indican que se trata de un telescopio de alta calidad, acorde con las especificaciones iniciales.
En cuanto a T250, un telescopio de 2,55m de apertura y 7 grados cuadrados de campo, ha superado en el pasado Diciembre las pruebas en fábrica de estructura, movimientos y control y está por lo tanto en situación de, una vez desmontado, ser empaquetado y enviado al Observatorio. La óptica está ya en la última fase de pulido y verificación, de modo que se espera poder transportarlo al Observatorio una vez se haya terminado la cúpula del edificio que lo albergará.
Por otro lado, CEFCA ha desarrollado instrumentos focales para ambos telescopios que serán instalados como instrumentos de primera luz en cuanto los telescopios sean entregados al CEFCA. Lo que esperamos en las próximas semanas para T80 y hacia el otoño de 2013 como más tarde para T250.
¿Qué le gustaría ver a través de ese gran telescopio?
Los telescopios del Observatorio Astrofísico de Javalambre están diseñados para llevar a cabo grandes cartografiados del cielo, que proporcionen los datos imprescindibles para abordar los grandes problemas que se han planteado recientemente en los dominios de la Cosmología y del Origen y Evolución de las Galaxias. Sin duda aportarán datos del máximo interés y calidad para campos tan diversos como cuerpos menores del sistema solar o física estelar, cuásares, objetos muy lejanos, supernovas,…. además de los 2 principales citados.
Van a proporcionan imágenes de muy alta calidad y, por qué no, belleza, de galaxias, nebulosas, asociaciones, cúmulos de galaxias,… pero lo que perseguimos desde el punto de vista de la investigación es poder caracterizar la llamada energía oscura y avanzar en su descripción y conocimiento; en poder arrojar luz que permita una mejor comprensión de los fenómenos que rigen la formación y evolución de galaxias. En suma, que cumplan con lo que el planteamiento del Observatorio Astrofísico de Javalambre y el diseño de los telescopios T80 y T250 nos prometen
