El universo tiene más galaxias de lo que pensábamos

Un nuevo estudio, publicado en la prestigiosa revista Astrophysical Journal hace una afirmación alucinante. La cantidad de galaxias en el universo es 10 veces más alta de lo que creíamos hasta el momento. Como mínimo. A ojo de buen cubero, estamos hablando de unos 2 billones de galaxias…

Billones, con b…

Imagen del telescopio Hubble poco después de separarse del transbordador Discovery, en 1990. Crédito: NASA

Imagen del telescopio Hubble poco después de separarse del transbordador Discovery, en 1990.
Crédito: NASA

¿Es difícil imaginar 200.000 millones de galaxias? Pues intenta imaginar dos billones. 10 veces más. En el mismo espacio. Porque lo que se ha descubierto no es que el universo sea más grande de lo que pensábamos. No, eso lo tenemos muy claro (el diámetro de lo que llamamos universo observable es, aproximadamente, de unos 96.000 millones de años-luz). En realidad, tampoco quiere decir que haya 10 veces más estrellas de las que pensábamos.

En su lugar, lo que han descubierto los astrónomos que han hecho este anuncio es que hay muchísimas galaxias diminutas, muy tenues, que hasta ahora no habían sido detectadas. Así que en vez de estar agrupadas en una cantidad relativamente pequeña de galaxias grandes, las estrellas están esparcidas en un número gigantesco de galaxias que son mucho más pequeñas de lo que se creía hasta el momento.

Cómo podemos calcular algo así

Imagen del espacio profundo desde el Hubble. Todo lo que aparece en esta imagen son galaxias, en una zona minúscula del firmamento.

Imagen del espacio profundo desde el Hubble. Casi todo lo que aparece en esta imagen son galaxias, salvo con la excepción de alguna estrella de nuestra galaxia, en una zona minúscula del firmamento. Crédito: NASA

Para poder llegar a esta conclusión, los investigadores observaron las imágenes más profundas del universo, tomadas en diferentes trabajos. Por ejemplo, la imagen de campo ultra profundo del telescopio Hubble. Para esa imagen, el popular telescopio se centró en un único punto en el cielo durante 1 millón de segundos (aproximadamente 11 días), para ver qué captaba. El resultado es una imagen que es impresionante tanto en su belleza como su profundidad.

Si cuentas las galaxias en esa imagen, y después lo extrapolas a todo el firmamento, puedes calcular que, aproximadamente, hay unos 100.000 millones de galaxias en el universo observable. Es una cifra mareante, pero resulta que hay todavía más. A pesar de lo espectacular que es la imagen del Hubble, tiene sus límites. Las galaxias que son muy tenues son muy difíciles de ver. Sabemos que en el universo hay galaxias muy pequeñas, muy tenues.

De hecho, hay muchas de ellas incluso cerca de nosotros. Hablé de una de ellas, Virgo I, hace poco tiempo. Estas galaxias son muy complicadas de distinguir porque tienen muy pocas estrellas. Si encima nos las llevamos a una distancia de unos pocos miles de millones de años-luz, es fácil darse cuenta de que ni siquiera el telescopio Hubble tiene la capacidad de percibir su luz. Así que los astrónomos en este estudio se han tenido que enfrentar a un problema interesante. Si estas galaxias son tan tenues, ¿cómo podemos contarlas?

Observando lo “invisible”

La galaxia NGC 5584, fotografiada por el telescopio Hubble. Crédito: NASA

La galaxia NGC 5584, fotografiada por el telescopio Hubble.
Crédito: NASA

Hay dos formas de lograrlo. por un lado, podemos intentar observar el cielo hasta la mayor distancia posible, para ver todas las galaxias que nos encontramos, y después sumar todas las galaxias que podemos encontrar en un volumen de espacio cualquiera. Si observamos estas galaxias con cuidado, podemos agruparlas en función de su tamaño. Así, podemos decir que en una distancia cualquiera, hay tantas galaxias con una masa superior a 10.000 millones de veces la masa del Sol (también nos referimos a ella como una masa solar que es una unidad muy útil en la astronomía). En ese volumen de espacio concreto, podemos decir que hay más galaxias con mil millones de masas solares, y una cantidad menor con una masa de 10.000 millones.

Claro que, por otro lado, esa cantidad cambia con la distancia. Cuando observamos las galaxias más distantes, en realidad las estamos viendo tal y como eran en su juventud, porque su luz ha tardado mucho tiempo en alcanzarnos. Las galaxias comenzaron a formarse sólo unos pocos cientos de millones de años después de la formación del universo, y muchas de ellas eran pequeñas. Con el paso del tiempo, se unieron para formar galaxias más grandes (como la Vía Láctea). Así que tenemos que contar cuidadosamente cuántas galaxias hay en el volumen de espacio hasta una distancia X de nosotros, y luego hacer lo mismo para otras regiones más lejanas, y así sucesivamente.

Al mismo tiempo, estas galaxias tan tenues son mucho más fáciles de ver cuando están cerca de nosotros, y mucho más difíciles cuanto más alejadas están. Así que para poder calcular la cifra, cuando no las podemos ver, los investigadores observaron las galaxias individuales cercanas e intentaron comprender qué tipos de estrellas suelen tener. La mayoría tienen una cantidad muy pequeña estrellas masivas y brillantes, y muchas estrellas más pequeñas y tenues. Esa proporción entre estrellas brillantes y tenues nos dice cuál es el brillo de una galaxia.

La galaxia espiral barrada NGC 1300. Crédito: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team STScI/AURA)

La galaxia espiral barrada NGC 1300.
Crédito: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team STScI/AURA)

Así que hicieron ese cálculo para todos los tipos de galaxias, hasta las más pequeñas con una masa de un millón de masas solares. Las galaxias no pueden ser mucho más pequeñas que ese tamaño. De hecho, con masas inferiores nos encontramos otras cosas, como cúmulos estelares en galaxias más grandes (como podría ser el caso de un cúmulo globular, o un cúmulo abierto, cuyas estrellas se hayan formado recientemente).

Después, combinaron toda esa información: cuántas galaxias tenues hay cerca de nosotros y cuál es su brillo, junto a cuantas galaxias hay en un volumen de espacio cualquiera. Así, podían hacer la extrapolación para calcular cuantas galaxias tenues podría haber en los lugares más distantes del espacio, llegando a una distancia de 13.000 millones de años-luz de nuestra galaxia. Cuando la luz de esas galaxias comenzó su viaje hasta nosotros, el universo sólo tenía 650 millones de años. Así llegaron a esos 2 billones de galaxias.

Nueva información pero mismo conocimiento

Esta es la galaxia elíptica ESO-325G004. Crédito: J. Blakeslee (Washington State University)

Esta es la galaxia elíptica ESO-325G004.
Crédito: J. Blakeslee (Washington State University)

En realidad, que no veamos el 90% de las galaxias del universo no quiere decir que tengamos la explicación para la energía oscura. Sabemos que no está compuesta de ningún tipo de materia normal, como la que forma parte de estrellas, planetas, personas… Estas galaxias están extremadamente lejos, pero están formadas por estrellas, gas y polvo exactamente igual al de las galaxias que nos encontramos aquí. Simplemente son muy tenues.

Tampoco quiere decir que el universo tenga una masa 10 veces superior a lo que calculábamos. La masa es la misma que antes, pero distribuida de una manera diferente a lo que creíamos hasta ahora. Un paralelismo es como saber que en una ciudad vive 1 millón de personas, y descubrir que viven en 100.000 edificios en lugar de en 10.000. La cantidad de población sigue siendo la misma, pero su distribución es diferente.

Como dicen los propios autores del estudio, la cantidad total de galaxias en el universo es una pregunta interesante, aunque no tiene por qué desvelar ningún tipo de información fundamental sobre la cosmología o el funcionamiento del cosmos. En cierto modo, podríamos decir que es una de esas curiosidades que está muy bien saber pero que, en el fondo, no cambia en nada nuestra percepción anterior.

Buenas noticias para los telescopios

Recreación del James Webb Space Telescope. Crédito: NASA

Recreación del James Webb Space Telescope.
Crédito: NASA

Sin embargo, sí que es interesante para los próximos proyectos. Quiere decir que vamos a poder encontrar muchas más galaxias de lo esperado cuando tengamos la capacidad de hacer observaciones aun más profundas. Quizá con la ayuda del telescopio James Webb, que será lanzado en algún momento de 2018 (salvo imprevistos). Además, da solidez a la idea de que, en el Universo, se formaron primero las galaxias más pequeñas y después fueron creciendo a medida que colisionaban entre sí.

También hay otro detalle interesante. Ahora que sabemos cuántas galaxias hay, cómo están distribuidas a lo largo del universo, y más o menos conocemos cuál es su tamaño, podemos calcular cuánto porcentaje del firmamento está cubierto de galaxias. Es como estar en un bosque. Si no es demasiado frondoso, podrás observar a tu alrededor y ver cosas más allá del bosque, como montañas y edificios en la distancia. Si es muy frondoso, sin embargo, sólo verás árboles allí donde mires.

Los investigadores se hicieron esa misma pregunta y su conclusión es muy interesante. Teniendo en cuenta las cifras que habían calculado, parece que en cualquier dirección del firmamento en la que puedas mirar hay parte de una galaxia. Es decir. No importa hacia donde mires, ni cuánto aumentes el tamaño de la imagen con un telescopio. En algún punto, ya sea cerca de nuestra galaxia o a miles de millones de años-luz de distancia, te encontrarás con una galaxia en esa dirección.

Quizá lo más alucinante de todo esto sea pensar que, sin salir de nuestro planeta, somos capaces de comprender cómo es el universo que nos rodea… El estudio es “The Evolution of Galaxy Number Density at z < 8 and its Implications” y puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Bad Astronomy, arXiv

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 Response

  1. 18 octubre, 2016

    Información Bitacoras.com

    Valora en Bitacoras.com: Un nuevo estudio, publicado en la prestigiosa revista Astrophysical Journal hace una afirmación alucinante. La cantidad de galaxias en el universo es 10 veces más alta de lo que creíamos hasta el momento. Como mínimo. A…

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