Un grupo de investigadores del Núcleo Milenio de Galaxias (MINGAL) de Chile desarrollaron un innovador método de clasificación de galaxias, marcando un precedente en el hemisferio sur para avanzar en el entendimiento de nuestro origen en el universo.
El hallazgo fue publicado esta semana en la revista científica internacional Astronomy & Astrophysics. Según explican desde Mingal, la excepcionalidad del método reside en que éste no depende únicamente de la mirada humana, que puede demorar la clasificación de galaxias, sino que se sirve de un código de programación denominado GaIMEX creado por uno de los investigadores, Vitor Sampaio, con Phyton, un lenguaje de programación de alto nivel, reconocido por su accesibilidad.
Este código, a su vez, analiza cómo se distribuye la luz en las imágenes de galaxias obtenidas por el Observatorio Interamericano Cerro Tololo y los transforma en números objetivos. Como resultado de aplicar este método a registros de más de 1,7 millones de galaxias, los científicos del Mingal crearon el primer catálogo que identifica las formas de estas agrupaciones cósmicas.
El equipo investigador estuvo liderado por el investigador brasileño Vitor Sampaio, supervisado por la directora del Mingal, Yara Jaffé -ambos académicos de la Universidad Federico Santa María-y compuesto además por un grupo de científicos de la Universidad de la Serena –Círia Lima Dias, Simón Véliz Astudillo, Hugo Méndez Hernández, Antonela Monachesi– y de la Universidad de Concepción –Monserrat Martínez Marín y Rodrigo Herrera Camus, también director del Mingal-.
“Al entender cómo evolucionan las galaxias, podemos comprender mejor cómo la que habitamos llegó a tener estas características”
EL DÍNAMO pudo conversar con el líder de este proyecto, sobre sus particularidades, implicancias y su futuro.
—Cuénteme sobre el proceso que los llevó a desarrollar este método, ¿desde hace cuánto data este trabajo, qué dificultades se encontraron y cómo las resolvieron?
La forma, o morfología, de las galaxias está directamente relacionada con su historia a lo largo del tiempo cósmico. Por esta razón, es fundamental que los astrónomos cuenten con métodos confiables para clasificar la morfología galáctica, ya que esto permite reconstruir, en una primera aproximación, la historia pasada de estos sistemas. Sin embargo, no existe un método único y absoluto para caracterizar la morfología de las galaxias. Esto significa que muchos trabajos en la literatura han debido basarse en sus propias mediciones, lo que dificulta la comparación entre distintos estudios, ya que no necesariamente todos los grupos de investigación han utilizado exactamente el mismo enfoque.
Por lo tanto, el principal objetivo de este trabajo y de este método es proporcionar un catálogo uniforme de parámetros que describen la morfología de las galaxias, particularmente de aquellas observadas en el hemisferio sur a través del Dark Energy Camera Legacy Survey, o DECaLS (N de la R: un catálogo del cielo extragaláctico). Cuando hablamos de un catálogo “uniforme”, nos referimos a que todas las mediciones siguen exactamente el mismo procedimiento para cada una de las galaxias.
Yo ya contaba con experiencia previa en el estudio de la morfología galáctica, por lo que el desarrollo del trabajo fue relativamente directo. En total, tomó alrededor de seis meses completarlo. En cuanto a las dificultades, el principal desafío fue que el procesamiento de imágenes requiere una gran cantidad de tiempo. Medir todos los parámetros que queríamos obtener para alrededor de 1,7 millones de galaxias demandó un esfuerzo computacional considerable. Afortunadamente, contamos con buenos recursos computacionales en la Universidad Técnica Federico Santa María, lo que permitió realizar el procesamiento en un plazo factible.
—A modo general, ¿Qué información tiene el catálogo sobre las galaxias, además de la forma de estas?
El catálogo contiene lo que denominamos “índices no paramétricos”. Esta es una forma técnica de decir que, sin asumir una distribución específica de la luz de la galaxia, resumimos la información relacionada con su estructura y morfología mediante un conjunto de mediciones numéricas. Estos índices incluyen cantidades donde cada uno captura un aspecto distinto de la estructura de la galaxia. Un ejemplo sencillo es el parámetro de asimetría. Para calcularlo, se toma la imagen de una galaxia, se rota en 180 grados y luego se compara, píxel por píxel, la imagen original con la imagen rotada mediante una ecuación previamente definida.
Estos índices pueden utilizarse más allá de la simple definición de la forma o morfología de una galaxia. En un trabajo actualmente en desarrollo, estamos estudiando cómo se comportan estos índices en galaxias que están experimentando distintos procesos físicos. Un ejemplo es el proceso de fusión galáctica. Cuando dos galaxias se fusionan para formar un único sistema, la interacción deja una huella significativa en la morfología de la galaxia resultante. De esta manera, la morfología nos permite recuperar información sobre los procesos físicos que dieron origen a la estructura observada.
—El acceso a este catálogo es solo para la comunidad científica? ¿Planean que en un futuro sea más accesible al público general interesado en la ciencia?
En realidad, el catálogo ya está disponible para cualquier persona interesada en la ciencia. Considero que, en la práctica, su uso está algo más orientado a la comunidad científica debido a la especificidad del tema. Sin embargo, existen varios aspectos que pueden resultar interesantes para personas con un interés general en la ciencia. Actualmente estamos por iniciar una iniciativa en el marco del Núcleo Milenio de Galaxias mediante la cual buscamos involucrar a la sociedad de manera más amplia en la tarea de clasificar morfologías galácticas. La idea es que las personas puedan observar imágenes de distintas galaxias y responder preguntas sobre lo que identifican en ellas; por ejemplo, si una galaxia presenta brazos espirales, si está interactuando con otra galaxia cercana, u otras características visibles.
—¿Qué implicancias tiene este método para el desarrollo de la astronomía en el hemisferio sur? ¿podría acercarnos a responder determinadas preguntas sobre nuestro origen o de otro tipo?
Durante mucho tiempo, muchos de los catálogos y relevamientos ampliamente utilizados para estudiar la morfología de galaxias tuvieron una cobertura más fuerte del hemisferio norte, en parte debido a la distribución histórica de grandes instalaciones, proyectos de observación y recursos. Sin embargo, en los últimos años, relevamientos como DECaLS han proporcionado imágenes de una región muy amplia del hemisferio sur, abriendo nuevas oportunidades para realizar estudios sistemáticos sobre la evolución de galaxias en esta parte del cielo.
Si bien ya existe una gran cantidad de estudios y exploraciones en otras regiones del cielo, los recursos homogéneos comparables para el hemisferio sur todavía se encuentran en desarrollo. En este sentido, nuestro catálogo proporciona una base para que otros investigadores puedan abordar distintas preguntas científicas relacionadas con la evolución de galaxias. Por ejemplo, una posible pregunta es cómo se distribuyen en el espacio los distintos tipos de galaxias. En última instancia, estas preguntas también están conectadas con la comprensión de cómo llegamos hasta aquí, ya que nosotros mismos vivimos en una galaxia. Al entender cómo evolucionan las galaxias, también podemos comprender mejor cómo la galaxia en la que habitamos llegó a tener las características que observamos hoy.
