Receta para hacer tu propia galaxia

Doscientas estrellas rojas, cuarenta blancas y una azul, así de sencillo. Estas son las únicas proporciones que necesitan para preparar una galaxia. La Astrofísica puede ser a veces una ciencia ciertamente complicada. Para entender el Universo hace falta conocer la física a escalas radicalmente distintas, desde los átomos que dan energía a las estrellas, hasta los cúmulos y supercúmulos de galaxias que conforman su estructura a gran escala. Sin embargo, y pese a toda esta complejidad, las galaxias parecen seguir una receta extremadamente simple: doscientas estrellas rojas, cuarenta blancas y una azul.

Y es que las estrellas vienen en distintos sabores o, mejor dicho, colores, dependiendo principalmente de su masa y de su edad. Cuanto más masivas, más calientes y azules se ven en el cielo. Sin ir más lejos, Sirio, la estrella más brillante del firmamento, es una de estas estrellas "azules". Luego, de masa intermedia, están las estrellas como el Sol, de color "amarillento". Finalmente, las estrellas más pequeñas, de una masa incluso menor que la mitad de la del Sol, son las más frías y rojas. Si miran al cielo nocturno podrán de hecho ver el resultado de esta receta. Las estrellas rojas, muy débiles, casi no las verán porque en general su brillo es muy bajo. Sin embargo sí notarán que el cielo esta cubierto de estrellas amarillas, salpicado aquí y allá por brillantes estrellas azules. Doscientas rojas, cuarenta amarillas y una azul.

Y no, no es una simplificación. Desde los años cincuenta hemos sido capaces de medir de manera precisa qué tipos de estrellas y en qué relación se encuentran en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. En 1955 el austríaco Edwin Salpeter fue el primero en darse cuenta de que, sin importar a dónde mirara en el cielo nocturno, siempre encontraba el mismo patrón: doscientas rojas, cuarenta blancas y una azul. La sorpresa fue en aumento cuando descubrimos que lo mismo ocurría en otras galaxias. Si la galaxia era el doble de grande (o de pequeña), teníamos el doble (o la mitad) del número de estrellas, pero siguiendo siempre nuestra receta.

Esta receta, que los astrofísicos llamamos función inicial de masas (FIM), es uno de los pilares de la Astrofísica moderna. La FIM regula la dinámica de las galaxias, su evolución química a lo largo del tiempo, la cantidad de material disponible para formar nuevas estrellas, la tasa de formación estelar... Es una propiedad tan fundamental como bien establecida, y es que desde hace más de sesenta años sabemos que es la misma para todo el Universo. Disponer de algo tan estable nos facilita muchísimo la vida a los astrónomos, ya que lo podemos usar como cimiento sobre el cual apoyar nuestras investigaciones. Es por todo ello que la FIM ha sido un tema tabú dentro de nuestra comunidad. No quieres poner en duda algo que sostiene a toda la Física Extragaláctica. Es algo casi sagrado, como la Constitución: no se toca.

Durante el último lustro, la Astrofísica, por definición reaccionaria, se enfrenta sin embargo a una acumulación de pruebas que parecen indicar que la FIM en las galaxias más masivas del Universo no obedece a nuestra receta. En el centro de estos monstruos, con más de diez veces la masa de nuestra galaxia, la formación estelar ocurre de manera mucho más violenta. Si en la Vía Láctea se forma en promedio una estrella como el Sol cada año, en el núcleo de las galaxias más masivas se llegaron a formar miles de soles al año. ¡Al año! Este formidable espectáculo de fuegos artificiales es lo que facilita las condiciones para una FIM variable. Así pues, si lo que busca el lector es hacer una de estas galaxias gigantes, tome nota de la receta: 800 estrellas rojas, 40 amarillas y ninguna azul.

Personalmente, esta nueva receta me gusta más, ya que tanto mis colaboradores en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) como yo hemos sido parte fundamental en su descubrimiento. Créanme sin embargo que no ha sido sencillo. Primero porque, como se podrán imaginar, descubrir los ingredientes de una tarta que está a 50 millones de años luz de nosotros y que no puedes ni tocar, ni oler, ni comer, no es tarea fácil. Hemos tenido que exprimir al máximo las capacidades del mayor telescopio óptico del mundo, el Gran Telescopio Canarias, para poder sonsacarle al Universo una receta que guardaba con mucho celo. Y segundo, por la reticencia de la comunidad astrofísica a grandes cambios. Tal ha sido la tensión que algún colega en un congreso ha llegado a espetarnos a viva voz "That is bullshit". Dejo en manos del lector la traducción literal de esta expresión, pero viene a sugerir que le gustaba más la receta antigua.

¿Hay más recetas escondidas? ¿Es la receta que vemos ahora la misma que hace diez mil millones de años cuando se formaron las primeras galaxias? Estén atentos a esta Gaveta de Astrofísica, estoy seguro de que el IAC traerá novedades en los próximos años.