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Un trabajo reciente ha efectuado la primera evaluación detallada del número de galaxias que deberían de estar presentes en todo el universo observable. La cifra obtenida asciende a unos 2 billones (2·1012) de galaxias, lo que supone unas 10 veces más de lo que cabría esperar ver con los mejores telescopios actuales si estos fotografiasen todo el cielo y si no existiesen limitaciones debidas al polvo de la Vía Láctea ni a otras interferencias. El resultado, firmado por Christopher Conselice y otros investigadores de la Universidad de Nottingham, se publica en The Astrophysical Journal.

Hasta ahora, la estimación del número de galaxias visibles desde la Tierra se basaba principalmente en las imágenes de campo profundo tomadas a lo largo de los años por el telescopio espacial Hubble. En estas exposiciones, el instrumento apuntaba a una pequeña fracción del cielo durante largos períodos de tiempo, gracias a lo cual podía obtener imágenes de galaxias muy distantes y, por tanto, muy antiguas. Al extrapolar esos números a toda la esfera celeste, hace años que los investigadores venían barajando una cifra de entre 100.000 y 200.000 millones de galaxias potencialmente observables. Sin embargo, también se sabía que el verdadero número de galaxias tendría que ser probablemente mucho mayor, ya que esa cifra no permite dar cuenta de toda la materia bariónica (no oscura) que, en base a otras consideraciones, se sabe que fue creada durante la gran explosión.

En el nuevo trabajo, los autores han recopilado los sondeos disponibles sobre la densidad de galaxias observadas a distintas distancias y épocas cósmicas (debido al tiempo que tarda la luz en llegar hasta la Tierra, observar galaxias muy distantes equivale a verlas tal y como eran en épocas muy remotas de la historia cósmica) y han extrapolado esos datos para incluir las galaxias que, aunque no aparecen en las imágenes por ser demasiado débiles, sí se sabe que deberían estar ahí. Grosso modo, las galaxias lejanas más pequeñas observadas hasta ahora presentan masas de entre 108 y 109 masas solares. Conselice y sus colaboradores han calculado cuántas galaxias con masas de 106 masas solares o mayores deberían de poder verse hasta un desplazamiento al rojo de z = 8, lo que equivale a remontarse en el tiempo unos 13.000 millones de años (la edad actual del universo se estima en unos 13.800 millones de años). Por supuesto, el número total de galaxias así obtenido depende del límite inferior escogido para las galaxias más pequeñas y distantes. Entre otras razones, los autores justifican la cota de 106 masas solares por ser este el tamaño típico de las galaxias enanas observadas en el universo actual.

Al sumar todas las galaxias de 106 masas solares o mayores para todas las distancias cósmicas (hasta z =8), los autores obtienen la cifra final de 2 billones de galaxias que corona su estudio. Es importante señalar que dicho número incluye todas las galaxias que deberían de poder verse si los telescopios modernos fuesen capaces de detectar galaxias enanas muy lejanas y, por tanto, muy antiguas, por lo que muchas de ellas ya no existirían hoy. De hecho, uno de los resultados principales del trabajo es que el número de galaxias por unidad de volumen era mucho mayor en el universo primitivo que en el actual. (Dicha densidad ha sido calculada por unidad de «volumen comóvil»; es decir, una vez corregido el efecto de la expansión del universo.) Por tanto, la mayoría de las galaxias que no aparecen en los sondeos astronómicos serían galaxias pequeñas y muy viejas que, hoy en día, se habrían fusionado para dar lugar a otras galaxias de gran tamaño.

En su trabajo, los autores recuerdan que el número total de galaxias presentes en el universo observable no revela necesariamente ningún aspecto fundamental sobre el cosmos. Sin embargo, el análisis sí reviste importancia para entender el proceso de formación y evolución de galaxias a lo largo de la historia cósmica, así como la procedencia de los fondos cósmicos de luz visible e infrarroja.

Por último, el estudio aporta una nueva perspectiva sobre la llamada «paradoja de Olbers»; es decir, por qué el cielo nocturno es negro a pesar de estar tan lleno de estrellas y galaxias. No en vano, el nuevo número de galaxias implica que, en principio, prácticamente cada línea de visión desde la Tierra debería de acabar en una galaxia. Los autores concluyen que la mayoría de ellas serían invisibles al ojo humano y a los telescopios actuales debido a una combinación de tres factores: el desplazamiento al rojo de la luz causado por la expansión del universo; la absorción de una fracción de la luz visible por parte del gas y del medio intergaláctico; y el hecho de que el universo observable es finito en edad y en tamaño.

Más información en spacetelescope.org, Nature News y The Astrophysical Journal. Una versión del artículo técnico puede encontrarse en el repositorio arXiv.

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