Los expertos intentan resolver un debate astrofísico: ¿las galaxias con más vecinos son más grandes o más pequeñas?
Utilizando grandes conjuntos de datos y un potente telescopio con cámara, los investigadores han resuelto recientemente un antiguo debate sobre si las galaxias que se agrupan unas alrededor de otras son más pequeñas o más grandes.
Hace tiempo que los astrofísicos debaten sobre el tamaño y el entorno de una galaxia. Algunos han especulado que las galaxias en cúmulos eran más pequeñas que las galaxias aisladas, mientras que otros astrónomos llegaron a la conclusión contraria. Sin embargo, en la investigación científica sólo ha habido resultados contradictorios sobre la relación entre el tamaño de las galaxias y su entorno.
Resolver el debate de las estrellas
Un estudio publicado recientemente pretendía zanjar el debate, tras constatar que las galaxias con más vecinos solían ser más grandes en comparación con otras galaxias en entornos menos densos, aunque tuvieran una forma y masa similares.
El estudio, publicado en The Astrophysical Journal, ha sido elaborado por investigadores de la Universidad de Washington, la Universidad de Yale, la Universidad de Waseda y el Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (Alemania).
Afirma que las galaxias que se encuentran en regiones más densas del universo son hasta una cuarta parte más grandes que las galaxias aisladas. Para llegar a esta conclusión, los investigadores utilizaron una herramienta de aprendizaje automático llamada GaMPEN - (Galaxy Morphology Posterior Estimation Network) para analizar millones de galaxias, con la ayuda del telescopio Subaru de Hawái.
Se seleccionaron unos 3 millones de galaxias con los datos de mayor calidad. El algoritmo de aprendizaje automático dedujo el tamaño de cada una. Así, el equipo pudo medir las galaxias vecinas de una galaxia mediante un círculo (algo parecido a un transecto utilizado para contar la flora en los estudios ecológicos).
Había un patrón claro en el que las galaxias con más vecinos eran, de media, más grandes. ¿Por qué? Las galaxias más densamente agrupadas podrían ser más grandes desde su origen o fusionarse con sus vecinas más cercanas. El misterio podría residir incluso en la materia oscura y su escurridizo funcionamiento, ya que se sabe que las galaxias se ven atraídas gravitatoriamente por la influencia de la materia oscura.
«Los astrofísicos teóricos tendrán que realizar estudios más exhaustivos utilizando simulaciones para establecer de forma concluyente por qué las galaxias con más vecinos tienden a ser más grandes», afirma Ghosh. «Por ahora, lo mejor que podemos decir es que estamos seguros de que esta relación entre el entorno de las galaxias y su tamaño existe».
Cuestiones sobre la formación de las galaxias
Esto plantea nuevas ideas sobre cómo se han formado y evolucionado realmente las galaxias a lo largo de miles de millones de años. «Las teorías actuales sobre la formación y evolución de las galaxias no pueden explicar adecuadamente el hallazgo de que las galaxias agrupadas son más grandes que sus homólogas idénticas en regiones menos densas del universo», afirma la autora principal, Aritra Ghosh, investigadora postdoctoral y LSST-DA Catalyst Fellow.
«Ésa es una de las cosas más interesantes de la astrofísica. A veces, lo que las teorías predicen que deberíamos encontrar y lo que un sondeo encuentra realmente no concuerdan, por lo que volvemos atrás e intentamos modificar las teorías existentes para explicar mejor las observaciones.»
Ghosh, coautor del estudio, reflexionó sobre ello: «Una lección importante que habíamos aprendido antes de este estudio es que para resolver esta cuestión no basta con estudiar un gran número de galaxias».
«También se necesita un análisis estadístico cuidadoso. Una parte de eso proviene de herramientas de aprendizaje automático que pueden cuantificar con precisión el grado de incertidumbre en nuestras mediciones de las propiedades de las galaxias.»
Denser Environments Cultivate Larger Galaxies: A Comprehensive Study beyond the Local Universe with 3 Million Hyper Suprime-Cam Galaxies. https://t.co/wVH0m4irec
— Astrophysics Papers (@AstroPHYPapers) August 15, 2024
Este es un ejemplo del complejo análisis de grandes conjuntos de datos, como los que se ven en el big data, que está acelerando la astronomía día a día, sobre todo a medida que se desarrollan nuevos y potentes telescopios con cámara. Uno de estos telescopios es el Observatorio Vera C. Rubin, en Chile.
Ghosh cree que el uso de grandes conjuntos de datos se convertirá en la norma en astronomía. Quizá también lo sea el uso de la IA y el aprendizaje automático.
Referencia de la noticia:
Aritra Ghosh et al (2024). Denser Environments Cultivate Larger Galaxies: A Comprehensive Study beyond the Local Universe with 3 Million Hyper Suprime-Cam Galaxies. ApJ 971 142 DOI 10.3847/1538-4357/ad596f