Espirales con núcleo apagado: la evolución inversa de las galaxias ✛ ✎

Original: "Evidence for the transformation from lenticular to spiral galaxies"
arXiv:2608.25673v1 · 2026-08-26 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 3 min
En los centros de muchas galaxias espirales se ocultan núcleos viejos y dinámicamente calientes, similares a las galaxias lenticulares, que son vestigios de una transformación inversa de tipo temprano a tardío.

Una ciudad vieja que se rodea de nuevos suburbios. En el centro, calles estrechas donde la vida casi se ha detenido, y en las afueras, un bullicio de construcción. Así es una galaxia espiral cuyo núcleo alberga estrellas que envejecieron hace tiempo, mientras que en el disco exterior aún nacen otras nuevas. Durante mucho tiempo, los astrónomos pensaron que las galaxias evolucionan en una sola dirección: las espirales, con sus brazos curvados y su activa formación estelar, con el tiempo pierden gas, se fusionan entre sí y se convierten en elípticas, unos "jubilados" lisos sin rastro de estructura espiral. Pero una nueva investigación muestra que este camino no siempre es definitivo.

En los centros del 62% de las galaxias espirales de la muestra MaNGA, las distribuciones de edad y dispersión de velocidades de las estrellas son bimodales: el pico viejo corresponde al núcleo, y el joven, al disco externo.

Los astrónomos utilizaron datos del sondeo MaNGA, que obtiene espectros de miles de galaxias con alta resolución espacial. En cada espiral buscaron regiones donde la formación estelar se hubiera detenido hace tiempo. El criterio fue estricto: si dentro de cierto radio más del 95% de los puntos tienen un índice de edad D4000 por encima del umbral, esa región se denominaba "núcleo central apagado". Se encontraron 247 de estos núcleos, suficientes para comparar sus propiedades con las de galaxias de tipo temprano completamente apagadas.

La comparación dio un resultado sorprendente. Los núcleos de las espirales, en la relación tamaño-masa, en la conexión entre la dispersión de velocidades estelares y la masa, y en los perfiles de composición química y rotación, son prácticamente indistinguibles de las galaxias lenticulares, sistemas de disco sin brazos espirales. La pendiente de la relación "dispersión de velocidades-masa" para los núcleos fue de 0.314, y para las lenticulares, de 0.310. Para las galaxias elípticas, esta pendiente es notablemente menor: 0.233. La fracción de núcleos que rotan lentamente disminuye con el aumento de la masa igual que en las lenticulares, mientras que en las elípticas aumenta. Todo esto apunta a un origen común: los núcleos apagados de las espirales son antiguas galaxias lenticulares.

Las estimaciones indican que hasta el 70% de las galaxias lenticulares con una masa de aproximadamente $10^{10}$.2 masas solares podrían haberse convertido en espirales, y entre las espirales más masivas, hasta el 55% contienen un núcleo apagado.

¿Cómo es posible? Una galaxia que ya "murió", al perder su gas frío y dejar de formar estrellas, puede tener una segunda vida. Desde el espacio intergaláctico o desde galaxias enanas vecinas, llega gas fresco. Este se asienta sobre el núcleo viejo y forma un nuevo disco. La formación estelar estalla de nuevo y los brazos espirales se enrollan. El núcleo viejo permanece en el centro como bulbo, un abultamiento esférico compacto. Así, una galaxia "jubilada" se convierte en una galaxia "madre".

Este descubrimiento cierra una vieja pregunta sobre el destino de los "nuggets rojos", galaxias compactas y masivas que abundan en el universo temprano. Se pensaba que debían haberse fusionado en galaxias elípticas gigantes. Pero ahora está claro que muchas no desaparecieron, sino que se rodearon de nuevos discos y se convirtieron en bulbos de espirales modernas. Las galaxias, como las ciudades antiguas, no solo se deterioran, sino que también se reconstruyen.

El índice D4000 es la razón de flujos a ambos lados del salto en la longitud de onda de 4000 angstroms, que surge por la abundancia de líneas de absorción de metales en las atmósferas de las estrellas viejas. En galaxias con formación estelar activa, este salto es débil; en las "jubiladas", es profundo.

En la novela de Isaac Asimov "Los propios dioses" se describe un intercambio de materia entre universos que puede desencadenar la formación estelar en sistemas apagados. La idea del "renacimiento" de las galaxias resuena con esta imagen: un reservorio de gas externo puede insuflar nueva vida a un viejo bulbo estelar.

Científicos
Subrahmanyan ChandrasekharFritz ZwickyRashid Alievich SunyaevJames JeansAugustin-Louis CauchyChristiaan Huygens
Conceptos
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