Receta para crear galaxias

Uno de los problemas más importantes de la astronomía actual radica en entender cómo se forman y evolucionan las galaxias. Para empezar, las galaxias son estructuras enormes, compuestas por miles de millones de estrellas, gas y polvo. Además, muestran una variedad de formas que se pueden clasificar como espirales, elípticas o irregulares dependiendo de sus características predominantes. Algunas galaxias tienen una especie de barra en su parte central, barra que también está formada por estrellas, polvo y gas. Nuestra Galaxia, la Vía Láctea, es una espiral con dos brazos principales, mas varios brazos menores y tiene en su centro una barra que podría medir hasta 18 mil años luz.

Ahora, ¿porqué es tan difícil entender cómo se formaron y cómo evolucionan? Bueno, el principal problema es que a lo largo de la vida de las galaxias ocurren muchos cambios dentro y fuera de ellas y esos cambios alteran considerablemente su presente y futuro. Entre los involucrados están la formación y muerte de las estrellas, los vientos estelares, las explosiones de supernova, los movimientos turbulentos del gas, la fuerza de gravedad entre estrellas y nubes de gas, los choques con otras galaxias y, por si faltara algo, la materia oscura, que no sabemos qué es, pero actúa gravitacionalmente, jalando por aquí y por allá todo lo demás. Estos son algunos de los factores que influyen en la «receta física» que intenta explicar la evolución de las galaxias.

Una de las partes científicas más interesantes en este campo es la que se hace con simulaciones computacionales, que intenta recrear el pasado, confirmar las observaciones y predecir lo que va a pasar en la vida de las galaxias. Sin embargo, estas simulaciones no son nada sencillas y requieren, por un lado, de modelos físicos adecuados (con condiciones iniciales adecuadas), y por otro, de las más avanzadas máquinas disponibles.

Vía Láctea desde el desierto de Atacama, Chile. Foto de Ramiro Franco H.

Como ejemplo, supongamos una simulación de la Vía Láctea, que es la galaxia más conocida y estudiada. Esta simulación deberá involucrar muchas variables: masa observada de gas y estrellas, masa de materia oscura, tasa a la que nacen las estrellas, tamaño de cada parte de la galaxia (brazos, barra, centro y sus envolventes de gas y estrellas), momento angular y velocidades de rotación, distribución de material en brazos y barra, interacciones o choques con otras galaxias y poco más; toda una lista de ingredientes. Una vez que establecemos estos, hay que dejarlos actuar bajo ecuaciones matemáticas y programas de cómputo. Enseguida, las computadoras resuelven esas ecuaciones y entregan –si tenemos un poco de suerte e hicimos bien las cosas– resultados lógicos y sensatos.

Como podemos ver, la «receta para crear galaxias» es complicada, pero muy interesante. Y lo mejor, nos ayuda a tener una mejor idea de cómo se originó, cómo se comporta y cuál será el futuro de nuestra Galaxia, esa que por las noches atraviesa el cielo y que los griegos creían un camino de leche.