Un equipo de astrónomos capta la imagen más detallada de una galaxia con miles de colores
Un mapa tridimensional sin precedentes saca a la luz los secretos ocultos de NGC 253, la galaxia del Escultor. La nueva observación podría cambiar lo que sabemos sobre la evolución y las distancias del universo cercano.
Por Enrique Coperías
Esta imagen multiespectral de la galaxia del Escultor, detallada de mil colores y obtenida con el instrumento MUSE del VLT de ESO, muestra regiones rosadas de hidrógeno ionizado, indicando zonas de formación estelar activa. Estas áreas se combinan con un mapa de estrellas ya formadas para crear la mezcla distintiva de rosas y azules que se observa. Cortesía: ESO/E. Congiu et al.
La galaxia NGC 253, más conocida como la galaxia del Escultor, ha sido observada con un nivel de detalle sin precedentes gracias a un ambicioso proyecto internacional que ha combinado más de cincuenta horas de observaciones con uno de los instrumentos más potentes de la astronomía actual: el espectrógrafo MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en el desierto de Atacama (Chile).
El resultado es un gigantesco y colorido mapa tridimensional de una galaxia espiral que ofrece una nueva ventana al funcionamiento interno de una galaxia activa y relativamente cercana. Además, la foto galáctica plantea nuevas preguntas sobre cómo medimos las distancias cósmicas.
«Las galaxias son sistemas increíblemente complejos que todavía estamos tratando de entender», afirma en un comunicado del Observatorio Europeo Austral (ESO) Enrico Congiu, investigador en esta organización astronómica intergubernamental y autor principal del nuevo estudio, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.
En palabras de Congiu, «la galaxia del Escultor se halla en un momento óptimo. Está lo suficientemente cerca como para que podamos resolver su estructura interna con un detalle increíble, pero también es lo bastante grande como para estudiarla como un sistema completo».
¿Por qué se ha elegido la galaxia del Escultor?
NGC 253 es una galaxia espiral barrada activa situada en la constelación del Escultor, a unos 11 millones de años luz de la Tierra. Estamos ante una de las galaxias más masivas y cercanas del universo observable desde el hemisferio sur y, debido a su alta tasa de formación estelar, también una de las más brillantes.
Esta proximidad, combinada con su tamaño y actividad, la convierte en un laboratorio natural para estudiar la evolución de las galaxias.
La clave de este estudio está en la capacidad del espectrógrafo MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) de descomponer la luz que recibe en miles de colores diferentes. A diferencia de las imágenes astronómicas tradicionales, que muestran apenas una paleta básica (como el rojo, verde o azul), este mapa espectral de galaxia permite capturar una gama casi infinita de matices.
Un mosaico sin precedentes: así se creó el mapa más completo de NGC 253
Esa riqueza cromática no es un mero capricho, ya que permite a los astrónomos medir con gran precisión la composición química, la temperatura y la velocidad del gas y de las estrellas, así como estimar la edad estelar en distintas regiones de la galaxia.
«Este mapa es una herramienta potentísima —destaca Kathryn Kreckel, coautora del estudio e investigadora en la Universidad de Heidelberg, en Alemania. Y añade—: Podemos acercarnos para estudiar regiones de formación estelar casi a la escala de estrellas individuales, pero también alejarnos para observar la galaxia en su conjunto».
La observación consistió en unir 103 imágenes individuales para construir un mosaico de alta resolución que abarca un área de aproximadamente 65.000 años luz de ancho, casi la mitad del diámetro total de NGC 253. La resolución física alcanzada, de 15 parsecs (unos 50 años luz), permite distinguir estructuras dentro de nubes de gas, regiones HII —nubes de gas y plasma brillante que pueden alcanzar un tamaño de varios cientos de años luz y donde se forman estrellas masivas— y otras zonas clave en la formación estelar galáctica.
Esta imagen de la galaxia del Escultor en falso color revela la distribución de gases como el hidrógeno, el nitrógeno, el azufre y el oxígeno mediante sus longitudes de onda específicas. La luz rosa indica gas excitado por la radiación de estrellas jóvenes, mientras que el cono de luz blanquecina en el centro es provocado por el flujo de gas emitido desde el agujero negro central de la galaxia. Cortesía: ESO/E. Congiu et al.
Descubrimiento de más de 800 nebulosas planetarias en NGC 253
Este conjunto de datos fue generado tras más de cincuenta horas de exposición, y requirió un meticuloso proceso de reducción de datos astronómicos, calibración y análisis espectral. Todo ello con el objetivo de construir el mapa tridimensional más detallado jamás obtenido de esta galaxia.
Uno de los logros más significativos del estudio ha sido la detección de más de 800 nebulosas planetarias, de las cuales 571 han sido confirmadas como auténticas. Estas estructuras, que marcan las etapas finales de vida de estrellas de tipo solar, son fundamentales para entender la evolución estelar.
«Fuera de nuestro vecindario galáctico, rara vez encontramos más de un centenar de estrellas de tipo solar por galaxia”, subraya Fabian Scheuermann, coautor del estudio.
Este hallazgo multiplica por veinte los datos previos y convierte a la galaxia del Escultor, en una referencia para el estudio de nebulosas planetarias extragalácticas.
Una nueva medición de la distancia a NGC 253 (y una gran sorpresa)
Además de su interés astrofísico, las nebulosas planetarias funcionan como indicadores de distancia galáctica gracias a su brillo en la línea de emisión conocida como [O III] λ5007. «Detectarlas nos permite afinar la medición de la distancia a la galaxia, un dato crítico para cualquier otro estudio que se realice sobre ella», explica Adam Leroy, profesor en la Universidad Estatal de Ohio y coautor del trabajo.
Sin embargo, la medición de distancia obtenida plantea una sorpresa: 4,1 millones de parsecs, un 17% más que lo estimado previamente por el método de la punta de la rama gigante roja (TRGB). Esta discrepancia puede deberse, según el equipo, a la absorción de luz por polvo interestelar y a la orientación casi de canto de la galaxia, que dificultan la observación de las nebulosas más brillantes.
Al dividir la muestra por regiones —centro, disco medio y periferia—, los astrónomos se toparon con que las nebulosas planetarias del centro galáctico arrojaban una distancia aún mayor (4,9 Mpc), mientras que las de las zonas exteriores se alineaban mejor con estimaciones previas. Esto sugiere que la distribución del polvo y la estructura interna de la galaxia afectan significativamente a las mediciones.
Por qué es importante este hallazgo para la astrofísica moderna
Más allá del debate sobre la distancia, este estudio abre nuevas vías para investigar cómo funcionan y evolucionan las galaxias espirales activas. Los datos recopilados servirán para analizar la dinámica del gas galáctico, la evolución química, la interacción entre formación estelar y vientos galácticos, y los procesos de reciclaje del gas interestelar, según los autores del estudio.
NGC 253 destaca por tener un núcleo estelar en brote (starburst), donde se concentra una gran parte de su actividad. En esta zona, supernovas y vientos estelares expulsan material hacia el halo galáctico, parte del cual vuelve a caer y alimenta nuevos episodios de formación estelar.
«Cómo procesos tan pequeños pueden tener un impacto tan grande en una galaxia miles de veces mayor sigue siendo un misterio», comenta Congiu.
Un legado abierto para la comunidad científica
Los datos obtenidos en este proyecto estarán disponibles públicamente, lo que permitirá a la comunidad científica internacional seguir explorando esta galaxia espiral cercana desde nuevas perspectivas.
«La evolución de las galaxias depende de procesos que ocurren a escalas mucho más pequeñas. Gracias a esta nueva herramienta, ahora podemos empezar a entender esa conexión con mucho más detalle», concluye Congiu.
La galaxia del Escultor, visible en los cielos australes, se consolida como un laboratorio galáctico natural, fundamental para desentrañar los secretos de la evolución estelar y galáctica. ▪️
