El telescopio FAST de China reescribe la historia de por qué se frena la formación de estrellas
Durante décadas, los astrónomos han observado cómo el universo se vuelve más silencioso. Las galaxias fueron alguna vez furiosamente activas, transformando gas frío en nuevas estrellas, pero esa actividad ha disminuido drásticamente a lo largo de miles de millones de años. La explicación principal era simple: las galaxias se estaban quedando sin combustible. Se pensaba que el gas de hidrógeno frío, la materia prima de las estrellas, se consumía de manera constante y nunca se reponía con la suficiente rapidez.
Un nuevo estudio internacional sugiere que esa historia está incompleta. Un equipo internacional en el que participan los Observatorios Astronómicos Nacionales de China, el Observatorio Astronómico de Shanghái y la Universidad Jiao Tong de Shanghái combinó dos de los instrumentos más potentes del mundo para medir cuánto hidrógeno neutro —el gas frío que alimenta la formación de estrellas— ha estado realmente presente durante los últimos 4500 millones de años.
Los instrumentos fueron el Radiotelescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros, conocido como FAST, en la provincia de Guizhou, y el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura, o DESI, en Arizona. FAST es el radiotelescopio de antena única más grande del mundo, y su sensibilidad lo hace excepcionalmente bueno para detectar señales débiles de hidrógeno. DESI, por su parte, cartografía millones de galaxias en enormes volúmenes de espacio. Juntos, ofrecen una manera de comparar las tasas de formación de estrellas con el suministro de gas en la misma escala cósmica de tiempo.
El resultado, publicado en la revista Nature Astronomy, es que ambos no avanzan al mismo ritmo. La formación de estrellas se ha debilitado drásticamente, pero el reservorio de hidrógeno neutro no se ha secado a la misma velocidad. En otras palabras, las galaxias todavía contienen abundante materia prima para las estrellas. Lo que parecen estar perdiendo es la capacidad de procesarla.
El hallazgo desplaza la atención del suministro al proceso. El gas debe enfriarse, agruparse y colapsar bajo la gravedad antes de poder encenderse como estrellas, y cada uno de esos pasos puede verse alterado. Los flujos impulsados por estrellas en explosión, el calentamiento de agujeros negros supermasivos o la simple turbulencia de una galaxia en maduración podrían hacer que el gas esté demasiado caliente o demasiado difuso para colapsar eficientemente. Una galaxia puede ser rica en gas y aun así ser casi estéril.
Este replanteamiento importa porque toca una de las preguntas centrales de la evolución de las galaxias: por qué la era de formación de estrellas del universo alcanzó su punto máximo hace miles de millones de años y ha ido disminuyendo desde entonces. Si el agotamiento del combustible no es el principal culpable, los modelos sobre cómo crecen, envejecen y finalmente se apagan las galaxias tendrán que revisarse.
Para la comunidad astronómica china, el trabajo también es un hito en la colaboración internacional. FAST fue propuesto y construido en China, pero su ciencia más valiosa proviene cada vez más de combinarlo con instrumentos de otros lugares. Las observaciones de radio pueden rastrear gas frío que los estudios ópticos no pueden ver, mientras que los grandes estudios espectroscópicos proporcionan la muestra estadística que un solo telescopio no puede reunir por sí solo.
También hay una lección más amplia para cualquiera que observe el cielo. La historia cósmica no es una simple historia de agotamiento, como un fuego que consume sus últimos troncos. Se parece más a una cocina que todavía tiene ingredientes en los estantes pero ha perdido a sus cocineros. Entender por qué —y si la desaceleración es reversible en alguna galaxia— mantendrá ocupados a los astrónomos durante años, y hará que equipos como este sigan apuntando sus antenas y espectrógrafos a las mismas franjas del cielo.