Las Galaxias "afinan sus instrumentos musicales"

Los científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias, John Beckman y Joan Font, han publicado una investigación en The Astrophysical Journal en la que demuestran, a través de un nuevo método desarrollado por ambos, que los discos de las galaxias espirales presentan ondas resonantes que determinan su estructura, sobre todo la forma de sus brazos espirales.

En este caso, el término ondas resonantes no se refiere literalmente a ondas sonoras, sino a ondas con forma espiral que se propagan en círculos concéntricos. Normalmente se mueven a una velocidad distinta que la de las estrellas, el gas o el polvo de la propia galaxia. Sólo se considera que son resonantes cuando su velocidad coincide con el movimiento de alguna de las estructuras galácticas, como los brazos o las barras. En este sentido, actúan de forma similar a las ondas que se forman en las cuerdas de un violín o en la superficie de un tambor, inspirando a los autores a hablar de “la música de las galaxias”.

Existen diversas teorías sobre la formación de los brazos espirales de las galaxias, pero a día de hoy todavía no se sabe con certeza cómo surgen y por qué no desaparecen tras varios giros de la materia galáctica alrededor de su núcleo central. La confirmación de la relevancia de las ondas resonantes a la hora de determinar estas estructuras, y las aportaciones del nuevo método propuesto por Beckman y Font, suponen un paso más para poder entenderlas.

En el estudio compararon el nuevo método diseñado por ambos investigadores, el de Font-Beckman (FB), con el método de análisis consolidado de Scott Tremaine y Martin Weinberg (TW). El nuevo permite hallar los puntos de resonancia de una galaxia, mientras que el anterior mide la velocidad promedio de propagación de las ondas. Para comprobar la validez de FB cotejaron observaciones de una misma galaxia, NGC 3433, obtenidas con dos instrumentos diferentes: MUSE, en el telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, y GHaFaS, en el telescopio William Herschel, del Grupo de Telescopios Isaac Newton, del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma). Con GHaFaS midieron la velocidad del gas de la galaxia y con MUSE tanto la del gas como la de las estrellas. Los investigadores del IAC consiguieron resultados prometedores: los valores obtenidos por ambos métodos eran iguales y, además, el método FB fue capaz de medir cuatro radios de resonancia mientras TW produjo solo dos.

El conjunto de los cuatro conforma una sinfonía resonante que moldea el disco de la galaxia. “Es asombroso —destaca Font— que estructuras tan grandes como los discos de las galaxias, con centenares de miles de millones de estrellas, más gas y polvo interestelar, funcionen como unidades resonantes”. Por su parte, Beckman explica que “las notas de nuestra música terrestre tienen frecuencias de sonido comprendidas entre centenares y miles de hercios”. Sin embargo, las frecuencias de las ondas en los discos galácticos “son sólo una milésima de una millonésima de una millonésima de un hercio”.