Hoy, justo después del atardecer, el cielo nos tiene preparado un espectáculo que no va a durar mucho. Pilas, porque Mercurio, Venus y Júpiter se van a cuadrar en la parte baja del horizonte occidental, armando un desfile planetario en miniatura que es la excusa perfecta para sacar la cámara o al menos el celular. Aunque Venus y Júpiter ya se han ido separando un poquito desde ese abrazo apretado que se dieron el 9 de junio, Mercurio logró trepar desde el resplandor del sol para unirse al parche. Los tres arman una línea diagonal súper llamativa sobre la eclíptica.
Es un juego de pura velocidad. La ventana de observación arranca exactico 30 minutos después de que caiga el sol en su ciudad y dura si acaso unos 45 minutos antes de que Júpiter y Mercurio se escondan tras el horizonte. Echen ojo primero a Venus, que es el más farol y va a saltar a la vista cuando el cielo todavía esté claro. Luego bajen la mirada un poquito hacia la derecha y ahí van a pillar a los otros dos.
Para los que andan armados con telescopios, la noche de hoy es una papaya tremenda para comparar estos tres mundos. Venus se va a ver como un disco giboso pequeñito pero con un brillo bárbaro, iluminado al 80%. Mercurio, en cambio, va a mostrar un contraste brutal con su fase de “media luna” al 50%. Lograr enfocar esa media luna nítida en pleno crepúsculo es una chapa de honor para cualquier aficionado. Júpiter se verá mucho más grande, obvio, pero como está tan bajito, la turbulencia de la atmósfera puede volver la imagen un mazacote. Si la noche está despejada, los astrofotógrafos más duros de pronto logran capturar las famosas bandas ecuatoriales de Júpiter junto a la silueta afilada de Mercurio.
Ahora, si lo suyo es el paisaje, guarden los adaptadores de foco primario y monten un lente de 50 mm a 85 mm en su cámara. Expongan para captar esos colores profundos del cielo crepuscular y encuadren los planetas subiendo como una escalera cósmica por encima de alguna silueta local bien bacana, tipo la cordillera, un perfil de la ciudad o una fila de árboles. Y mientras nosotros estamos acá abajo maravillándonos con esta coreografía local y cuadrando los lentes, allá afuera, en el espacio profundo, telescopios con una sensibilidad absurda como el James Webb están resolviendo misterios muchísimo más pesados. Básicamente, están investigando el asesinato del nacimiento estelar en las galaxias.
El misterio de las galaxias muertas
Si uno mira una imagen del cielo profundo con un equipo lo suficientemente potente, se da cuenta de una que las galaxias tienden a agruparse en dos bandos: las espirales azules, que tienen esa forma de disco plano con un bulto en el centro, y las elípticas rojas, que parecen unas pelotas esféricas de estrellas viejas. Las azules son unas máquinas de hacer estrellas, sacando decenas o cientos cada año. Las elípticas, por el contrario, están muertas, ya no forman nada. Algún proceso berraco tuvo que transformar esas espirales llenas de vida en galaxias “quiescentes” o inactivas.
Para que hoy tengamos esa población de galaxias elípticas masivas, este proceso de apagado tuvo que ser pan de cada día hace unos 8.000 a 10.000 millones de años, en lo que llamamos el “Mediodía Cósmico”, esa época en la que la formación estelar en el universo estaba en su máximo furor. Entender qué diablos “apaga” la formación estelar es un tema de estudio durísimo, y la mejor forma de meterle mano es pillar galaxias que se hayan apagado hace poquito y buscar pistas del culpable.
Aquí entran a jugar las galaxias “post-estallido” (post-starburst). Son galaxias que se apagaron de totazo después de un pico corto pero intenso de formación estelar. Como el apagón fue tan rápido y reciente, a veces es posible encontrar las huellas del evento: marcas de choques galácticos del pasado, la retroalimentación de un agujero negro supermasivo tragando materia, o simplemente que se les cortó el chorro de gas que alimentaba a la galaxia. Hoy en día es rarísimo ver un apagón así de violento, pero en el Mediodía Cósmico era la norma. Por eso, entender estas galaxias post-estallido en esa época es clave para descifrar cómo se formaron las galaxias elípticas masivas que tenemos en el universo local.
Hace poco, un equipo de astrónomos se metió de lleno a buscar estas galaxias usando los datos del EXCELS (Early eXtragalactic Continuum and Emission Line Survey) del JWST. Como el EXCELS es un sondeo espectroscópico, los investigadores tienen un espectro para cada galaxia. Ese espectro es como el ADN de la población estelar: cuenta la masa de las estrellas, cuántas nacen al año y toda la historia de formación a lo largo de la vida de la galaxia.
Simplificando el caos con supercolores
El camello es que un espectro normalito tiene cientos o miles de puntos de datos, y hacer análisis con eso cuesta muchísima máquina. Para no enredarse, los autores le meten una técnica de machine learning llamada Análisis de Componentes Principales (PCA). Esto sirve para reducir las dimensiones, o sea, bajar la cantidad de datos que se necesitan para entender el objeto.
El PCA coge ese chorro de datos y aprende patrones generales que se correlacionan entre sí. A estos patrones los llaman “supercolores” en el contexto de los datos espectrales, y codifican vainas como la forma general y el color del espectro, además de la forma alrededor de características clave. Por ejemplo, el Supercolor 1 mide el color general del espectro (la pendiente), mientras que el Supercolor 2 mide la forma alrededor del salto de los 4000 Angstroms. Como todas estas características vienen de la población estelar, el PCA es una herramienta brutal para identificar galaxias que armaron un montón de estrellas hace mil millones de años pero que hoy no están haciendo absolutamente nada.
Luego, los investigadores se pusieron a medir qué tan importante es esta fase de post-estallido para formar las galaxias quiescentes masivas. La verdad es que no todas las que se apagan pasan por ahí; algunas que se van apagando suavemente pasan directo de formar estrellas a quedarse quietas. Usando los historiales de formación estelar, calcularon cómo cambiaron los supercolores de las galaxias después de su pico de juventud.
Descubrieron que seis de las nueve galaxias inactivas estudiadas sí pasaron por esa etapa post-estallido en el pasado, mientras que las otras tres nada que ver. Para las que sí lo hicieron, el tiempo medio que pasaron en esa fase fue de unos 600 millones de años. Con este tiempo de visibilidad en mano, pueden saber si la fase es importante a gran escala. Si uno encuentra muchas de estas galaxias en una muestra, es por dos cosas: o una gran parte de las galaxias pasa por ahí, o la fase dura tanto que es muy fácil pillarlas.
Cruzando este tiempo de 600 millones de años con los datos de otro estudio, los autores concluyen que el 40% de las galaxias inactivas probablemente pasó por la fase de post-estallido. Y para el extremo más masivo de la muestra, el número se trepa a un impresionante 73%, en parte porque su tiempo de visibilidad es más corto. Esto nos dice de frente que el post-estallido es fundamental para crear los monstruos inactivos que vemos hoy a nuestro alrededor.
Aunque esta etapa pesa mucho, los distintos tiempos de apagado que encontraron dejan claro que en el Mediodía Cósmico había varios caminos para secar una galaxia, algo que ya se venía sospechando al estudiar galaxias más cercanas. Para rematar el cuadro, cuatro de las cinco galaxias de la muestra con datos suficientes muestran señales de tener un agujero negro supermasivo en plena fase de acreción, lo que seguramente ayuda a frenar en seco la formación estelar en muchas de estas gigantes.
Los procesos exactos que apagan estas galaxias siguen siendo terreno de debate y dejan mucho espacio para la interpretación, pero algo sí es indiscutible: el James Webb es una fiera para resolver misterios de este calibre. Así que ya saben, sea para cazar el desfile de Mercurio, Venus y Júpiter de esta noche o para pensar en agujeros negros asesinando galaxias a miles de millones de años luz, vale la pena tener los ojos bien puestos en el cielo. Si andan con ganas de meterse en el cuento y buscan con qué observar, pegarle una revisada a las guías de binoculares, telescopios y lentes para astrofotografía nunca está de más para no perderse el próximo espectáculo.
