La mayoría de las galaxias nunca mueren, como los viejos rockeros

A los humanos nos gusta asignar etiquetas. Muy a menudo nos facilitan la vida, pero en otras tantas ocasiones causan problemas. Por ejemplo, cuando presuponemos determinadas características a todos los miembros de un grupo o cuando aparecen individuos que no terminan de encajar en el esquema. Esto también ocurre cuando hablamos de galaxias “vivas” o “muertas”.

El color de las galaxias

En este sentido, es habitual clasificar las galaxias como “rojas” o “azules” en función de la cantidad de luz que emiten en el rango visible.

Las estrellas más masivas emiten fotones de mayor energía. A pesar de su escaso número, son tan luminosas que confieren a las galaxias un color azulado. Viven durante muy poco tiempo, y en menos de cien millones de años desaparecen en hermosas explosiones de supernova.

Por el contrario, la inmensa mayoría de las estrellas tiene una masa más modesta, como nuestro Sol. Queman su combustible más despacio y son amarillentas o rojizas. No explotan y su vida es considerablemente más larga.

Una galaxia es “azul” cuando contiene un número apreciable de estrellas masivas. Estas se extinguen rápidamente, pero la galaxia las va reponiendo a medida que nacen nuevas generaciones. Si por alguna razón se interrumpe este proceso, la galaxia “muere” y su color se torna rojizo.

Envejecimiento cósmico

Es indudable que las galaxias “azules” forman estrellas. ¿Y las “rojas”? La mayoría de los estudios se refiere a ellas como “pasivas” o incluso red and dead (“rojas y muertas”), dando a entender que forman muy pocas estrellas o ninguna en absoluto.

Los firmantes de este artículo estamos firmemente convencidos de que la distinción no es baladí. Desde hace años defendemos que en realidad no existen dos tipos de galaxias. Unas forman más estrellas que otras, pero probablemente ninguna está completamente extinguida. Simplemente, el color cambia rápidamente cuando la fracción de estrellas jóvenes (de menos de cien millones de años) cae por debajo del uno por mil.

Irónicamente, la categoría intermedia “verde” es bastante “normal” (la moda estadística). Sin embargo, contiene muy pocas galaxias porque la franja de edades estelares que comprende es muy estrecha.

Por poner una comparación, la “pirámide” de población europea alcanza su máximo en torno a los cincuenta años. Si clasificamos a las personas más jóvenes de 49 como “azules” y a las más viejas de 51 como “rojas”, quedan muy pocos individuos en la categoría intermedia. Eso no implica que uno sea igual de joven hasta los cincuenta, y el día de su cumpleaños se levante viejo y achacoso (que, con todo, sigue siendo mucho mejor que muerto).

Nosotros creemos que con las galaxias ocurre exactamente lo mismo que en esta analogía: la mayoría envejece de manera gradual, y son únicamente las etiquetas que les asignamos las que cambian bruscamente. La población de las galaxias “rojas” es muy vieja, dominada por estrellas poco masivas, pero eso no significa que ya no nazca ninguna en absoluto.

Perder gas

Las galaxias obtienen el gas para formar nuevas estrellas del medio circundante. Para que mueran del todo, alguien debe robarles este combustible.

El culpable de tamaña fechoría puede estar escondido en su interior. Por ejemplo, la energía inyectada por un agujero negro supermasivo activo puede calentar el gas galáctico, impidiendo que se condense, o expulsarlo de vuelta al medio intergaláctico a gran velocidad.

Otra posibilidad es que a la pobre galaxia le haya tocado vivir en un entorno hostil. Si la temperatura del medio es muy alta, las galaxias más pequeñas no ejercen suficiente gravedad para atraer el gas y mueren por “inanición”. Al moverse a través del medio, el viento en contra puede ser tan intenso como para arrancarles el que traían consigo y convertirlas en galaxias “medusa”. Otros efectos, como las fuerzas de marea, pueden contribuir también a la pérdida de gas.

El resultado es siempre el mismo: cuando se agota el gas, ya no pueden formarse nuevas estrellas. La galaxia ha muerto.

Nacidas hace 100 millones de años

A partir de los colores observados por el satélite Euclid y telescopios terrestres en una muestra de decenas de miles de galaxias, hemos reconstruido la cantidad de estrellas nacidas entre los últimos cien y los últimos mil millones de años.

De nuestro estudio se infiere que la mayoría de las galaxias (en torno al 70 %) está “envejeciendo” tranquilamente. El ritmo al que estos objetos han formado sus estrellas no ha variado gran cosa entre ambas escalas de tiempo. Entre un 15 % y un 20 % llevan mucho tiempo “retiradas” y no podemos discernir si han formado pocas estrellas o ninguna. El 10 o el 15 % restante muestra indicios de “truncamiento”: se detectan estrellas más jóvenes de mil millones de años, pero en los últimos cien millones de años no ha nacido prácticamente ninguna. Algo ha tenido que ocurrir para que hayan pisado el freno.

Como muestra el diagrama, cuando una galaxia envejece gradualmente forma sus estrellas a ritmo más o menos constante. El porcentaje que ha nacido en los últimos mil millones de años es aproximadamente diez veces superior a los últimos cien. Cuando sufre truncamiento, en los últimos cien millones de años ha formado muchas menos de lo esperado.

En estos momentos estamos analizando una muestra mucho mayor (casi cincuenta millones de galaxias) extraída de los nuevos datos que se harán públicos en unos meses. Gracias a la mejor estadística, podremos determinar la fracción de galaxias de cada tipo con mayor precisión y estudiar en mucho más detalle cómo evoluciona con el tiempo y con la masa individual de la galaxia.

Sobre todo, será posible estimar a qué ritmo aumenta el número de galaxias retiradas debido al envejecimiento gradual y al truncamiento. Al relacionar ambos caminos evolutivos con otras propiedades físicas, como el diámetro de la galaxia o su composición química, obtendremos nuevas pistas sobre los malhechores que acaban con la formación estelar.

¿Seguirá siendo útil la distinción entre “envejecimiento” y “truncamiento”, o habrá que buscar nuevas etiquetas?

Yago Ascasibar recibe fondos de la Agencia Estatal de Investigación (MICIU/AEI/10.13039/501100011033) a través de la ayuda PID2025-174697NB-I00.

Pablo Corcho Caballero no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.