Un telescopio encargado de realizar el mapa más grande jamás creado del universo ha confirmado una dura verdad, aunque no sorprendente: nada dura para siempre, ni la fría lluvia de noviembre , ni siquiera el cosmos mismo.
Utilizando un extenso catálogo de observaciones de los telescopios espaciales Euclid y Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA) , un equipo de 175 investigadores ha realizado la medición más completa de la temperatura del universo jamás registrada. Al estudiar el calor emitido por el polvo estelar en más de dos millones de galaxias, el equipo descubrió que las galaxias se han enfriado ligeramente y que la tasa de formación estelar se ha ralentizado durante los últimos diez mil millones de años de historia cósmica.
Según los investigadores, estas pequeñas pero claras tendencias a la baja sugieren que el apogeo del crecimiento del universo ha terminado. Si bien la fecha de caducidad del cosmos aún se encuentra a una distancia inimaginablemente larga (entre 33 mil millones y 1 quinvigintillón de años, según estimaciones recientes), los nuevos hallazgos indican que, en términos de tasas de formación estelar, la tendencia es a la baja.
«A partir de ahora, el Universo se volverá cada vez más frío y con menos actividad», afirmó en un comunicado Douglas Scott , cosmólogo de la Universidad de Columbia Británica (UBC) y coautor del estudio . «La cantidad de polvo en las galaxias y sus temperaturas han disminuido durante miles de millones de años, lo que significa que hemos superado la época de máxima formación estelar».
La investigación ha sido enviada a la revista Astronomy and Astrophysics, y ya está disponible como preimpresión no revisada por pares .
Un mapa 3D del universo
En marzo, el telescopio Euclid de la ESA, recientemente activado , publicó sus primeros datos importantes , incluyendo observaciones de 26 millones de galaxias que se extienden a lo largo de más de 10.500 millones de años luz en el cosmos. Esta fue solo la primera fase de la misión del telescopio para crear el mapa 3D más grande del universo hasta la fecha, con el objetivo final de cartografiar aproximadamente 1.500 millones de galaxias, que cubren un tercio del cielo nocturno.
Para su nuevo estudio, los investigadores analizaron 2,6 millones de galaxias catalogadas en la primera publicación de datos de Euclid y las combinaron con observaciones de archivo del Observatorio Espacial Herschel de la ESA (activo entre 2009 y 2013). Mientras que los dos instrumentos a bordo de Euclid están configurados para registrar luz visible e infrarroja cercana, los instrumentos de Herschel detectaron luz infrarroja lejana. Por lo tanto, la combinación de estos conjuntos de datos permitió al equipo estudiar el calor emitido por el polvo estelar en un amplio rango de longitudes de onda, ofreciendo las mediciones más completas de las temperaturas galácticas jamás realizadas.
«Al combinar los datos y tener una muestra tan grande de galaxias… podemos producir los cálculos estadísticamente más sólidos hasta la fecha», dijo en el comunicado Ryley Hill , autor principal del estudio e investigador postdoctoral de la UBC.
El equipo descubrió que la temperatura promedio de las galaxias se ha enfriado solo ligeramente en los últimos 10 mil millones de años, disminuyendo apenas 10 kelvin. Mientras que estrellas como el Sol brillan a más de un millón de kelvin , las galaxias están compuestas principalmente de espacio vacío, lo que significa que sus temperaturas promedio son mucho menores. La temperatura galáctica promedio de las galaxias más antiguas observadas en el nuevo estudio fue de aproximadamente 35 K (menos 396 °F o menos 238 °C), según los investigadores.
Se trata de un cambio pequeño, pero el calor del polvo estelar se correlaciona directamente con la formación estelar, según observó el equipo. Las galaxias más calientes tienden a tener mayores tasas de formación estelar porque contienen un mayor número de estrellas calientes y masivas. Del mismo modo, las galaxias con menor formación estelar tienden a ser, en promedio, más frías. La investigación del equipo confirma aún más esta correlación y demuestra que la formación estelar está disminuyendo lentamente en todo el cosmos.
Polvo al polvo
Aunque su gestión en la Tierra pueda resultar engorrosa, el polvo es crucial para el ciclo de vida de las estrellas. Las estrellas se forman cuando las nubes de gas y polvo se vuelven tan densas que colapsan bajo su propia gravedad, calentándose y girando en el proceso. Si uno de estos cúmulos colapsados alcanza la temperatura y densidad suficientes, se produce la fusión nuclear en su núcleo, dando origen a una estrella. Finalmente, cuando la estrella agota su combustible nuclear miles de millones de años después, explota en una supernova, expulsando aún más polvo a su alrededor y permitiendo el crecimiento de la siguiente generación de estrellas.
Las galaxias pueden quedarse sin material para la formación estelar de diversas maneras; pueden perder su suministro de gas durante fusiones galácticas o sufrir la expulsión violenta de su materia estelar al espacio por erupciones de agujeros negros supermasivos , entre otras. Finalmente, una galaxia sin suficiente material para la formación estelar se extingue —privada de combustible— y condenada a desaparecer lentamente.
Los nuevos resultados sugieren que nuestro universo está en vías de agotarse por completo, pero, de nuevo, no sucederá en un plazo inimaginablemente largo. El Sol de la Tierra agotará su combustible y explotará mucho antes de que la Vía Láctea se quede sin él, y objetos más masivos como los agujeros negros perdurarán durante muchos eones después. Mientras tanto, esta nueva investigación ofrece la medición más precisa hasta la fecha de algunas de las condiciones clave de las galaxias en todo el universo: datos que serán esenciales en la misión de Euclid de construir el mapa definitivo de nuestro cosmos.