Usando una red neuronal, un equipo de científicos australianos descubrió cómo las galaxias espirales bien estructuradas como la Vía Láctea pueden transformarse en galaxias lenticulares y elípticas difusas: se convertirían en una mancha deforme en el espacio, sin rasgos distintivos ni llamativas estructuras similares a brazos, como las que posee actualmente nuestra galaxia.

Científicos del Centro Internacional para la Investigación en Radioastronomía (ICRAR), de Australia, han empleado una poderosa simulación basada en Inteligencia Artificial (IA) para descubrir cómo las galaxias cambian su forma, en función de la densidad de su agrupación y otros parámetros. A partir de estos datos, sostienen que la Vía Láctea podría modificar en algún momento su forma en espiral y perder sus característicos brazos, para transformarse en una galaxia lenticular y de estructura difusa. 

La forma de las galaxias

Las causas y los mecanismos por los cuales las galaxias adquieren diversas configuraciones han sido una gran incógnita desde siempre para los astrónomos. Ahora, el nuevo estudio australiano parece haber hallado algunas pistas interesantes al respecto: sus resultados fueron publicados recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y podrían anticipar también el futuro de la Vía Láctea en cuanto a su forma. 

De acuerdo a una nota de prensa, los astrónomos liderados por el Dr. Joel Pfeffer utilizaron un conjunto de simulaciones denominado EAGLE para estudiar un grupo de galaxias en detalle, empleando un algoritmo de Inteligencia Artificial para clasificar las galaxias según su forma. El algoritmo, basado en redes neuronales, puede analizar casi 20.000 galaxias por minuto, siendo capaz de realizar un trabajo que llevaría semanas en solo una hora.

Según los científicos, las simulaciones coinciden estrechamente con lo observado directamente en el Universo: de esta manera, los resultados de la simulación permitirían interpretar las observaciones de los cúmulos de galaxias y obtener conclusiones certeras sobre sus configuraciones y cambios. El avance podría ser crucial para entender los mecanismos que rigen la evolución galáctica en el cosmos

Por ejemplo, sobre la década de 1970 los investigadores confirmaron que las galaxias solitarias tienden a tener forma de espiral y desarrollar brazos como la Vía Láctea, y que aquellas que se encuentran en cúmulos de galaxias probablemente tengan formas menos definidas y sin rasgos distintivos, integrando una categoría conocida como galaxias elípticas y lenticulares, con una forma similar a un lente. 

Cúmulos y fusiones

En el nuevo estudio, los astrónomos descubrieron que al agruparse en cúmulos las galaxias van modificando su configuración: los brazos espirales son muy frágiles y, a medida que aumenta la densidad de los cúmulos galácticos, las galaxias espirales comienzan a perder su gas. Esta pérdida provoca que lentamente vayan “dejando caer” sus brazos espirales, transformándose en galaxias lenticulares de forma difusa.

Otra causa para este cambio de estructura son las fusiones de galaxias, que pueden hacer que dos o más galaxias espirales se estrellen, para formar como consecuencia una gran galaxia elíptica. En estos casos, los agujeros negros supermasivos desempeñan un papel clave: al fusionarse conforman un núcleo galáctico activo (AGN), que genera emisiones y radiaciones de tal magnitud que pueden eliminar el gas intergaláctico, que de otro modo podría reponer el material que conforma los brazos galácticos y que se va perdiendo en la fusión.

En resumen, parece haber una estrecha relación entre la morfología de las galaxias y la densidad de su agrupación, con casos atípicos como los ligados a las fusiones de galaxias. Este mecanismo, que habría determinado que nuestra galaxia creciera a su propio aire hasta desarrollar sus distintivos brazos y su forma en espiral, puede también determinar que, en algún momento de su historia y luego de agruparse o fusionarse, la Vía Láctea deje atrás sus elegantes brazos y se convierta en una insípida estructura de forma difusa. 

Referencia

The galaxy morphology–density relation in the EAGLE simulation. Joel Pfeffer et al. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022). DOI:https://doi.org/10.1093/mnras/stac3466