Muchas preguntas para el telescopio

A partir de este 24 de julio el telescopio ¨®ptico-infrarrojo m¨¢s grande del mundo, el Gran Telescopio Canarias (GTC), comenzar¨¢ a observar galaxias de nuestro entorno local y del Universo m¨¢s lejano. Los dos instrumentos de primera generaci¨®n instalados en el GTC, OSIRIS (en el visible) y CanariCam (en el infrarrojo t¨¦rmico), as¨ª como los futuros instrumentos, nos ayudar¨¢n a descifrar c¨®mo son y c¨®mo se formaron y evolucionaron las galaxias.

Hoy conocemos que en sus primeras etapas el Universo estaba dominado por la llamada materia oscura, de naturaleza a¨²n desconocida, y en cuyo seno se formaron las primeras galaxias apenas unos mil a?os despu¨¦s del Big-Bang. La evoluci¨®n de estas primeras galaxias dio lugar a la gran variedad que observamos hoy en d¨ªa, desde las galaxias el¨ªpticas gigantes situadas en los centros de los c¨²mulos gal¨¢cticos, pasando por galaxias el¨ªpticas, espirales (como nuestra V¨ªa L¨¢ctea), irregulares, y hasta las galaxias enanas (como las Nubes de Magallanes). Pero este modelo encierra a¨²n numerosas cuestiones sin resolver: ?c¨®mo a partir de un Universo inicialmente homog¨¦neo se cre¨® la gran variedad de formas de las galaxias actuales? ?c¨®mo se generaron los elementos qu¨ªmicos? ?interaccionaron las primeras galaxias para ir formando galaxias cada vez mayores, o se formaron por fragmentaci¨®n de estructuras gigantescas? ?c¨®mo se distribuyeron las galaxias en los grupos, c¨²mulos y superc¨²mulos gal¨¢cticos existentes en el Universo?

Otro desaf¨ªo es comprender por qu¨¦ la mayor parte de las galaxias de nuestro Universo albergan en sus centros un agujero negro con una masa mayor que varios millones de veces la masa del Sol

Otro gran desaf¨ªo supone comprender por qu¨¦ la mayor parte de las galaxias de nuestro Universo, incluyendo la V¨ªa L¨¢ctea, albergan en sus centros un agujero negro supermasivo, con una masa mayor que varios millones de veces la masa de nuestro Sol. Aunque los modelos te¨®ricos predicen que los primeros agujeros negros se formaron unos mil millones de a?os despu¨¦s del Big Bang cuando explotaron las primeras estrellas masivas como supernovas, desconocemos c¨®mo ¨¦stos pudieron crecer hasta convertirse en agujeros negros supemasivos y cu¨¢l fue su efecto en las galaxias donde se residen.

?stas son algunas de las grandes preguntas que los astrof¨ªsicos extragal¨¢cticos queremos contestar con los datos que nos proporcione el GTC. Para ello necesitaremos observar tanto nuestra vecindad m¨¢s pr¨®xima como el Universo m¨¢s lejano

Galaxias Cercanas

La exploraci¨®n del Universo local nos permite ver el resultado de los procesos evolutivos que tienen lugar en la vida de las galaxias. Los instrumentos cient¨ªficos del GTC nos ofrecer¨¢n la oportunidad de estudiar estos procesos con gran detalle debido al gran tama?o del espejo primario del GTC (10,4 m de di¨¢metro). El instrumento ¨®ptico OSIRIS, que ya se encuentra disponible, nos permitir¨¢ estudiar, entre otras propiedades, las poblaciones estelares de galaxias, sus abundancias qu¨ªmicas, as¨ª como las propiedades del gas ionizado en regiones de formaci¨®n estelar y en los centros de galaxias activas, ya que sus filtros sintonizables nos dar¨¢n la posibilidad de observar con gran detalle la emisi¨®n que produce este gas.

CanariCam, que entrar¨¢ en funcionamiento a principios del pr¨®ximo a?o, nos permitir¨¢ explorar aquellas regiones de las galaxias que se encuentran ocultas a la luz visible debido a la presencia de grandes cantidades de polvo. Entre estas regiones se encuentran los centros de galaxias espirales incluyendo nuestra propia Galaxia, pero tambi¨¦n regiones, similares a la nebulosa de Ori¨®n, donde se est¨¢n formando grandes cantidades de estrellas muy masivas. Tambi¨¦n podremos observar las galaxias denominadas infrarrojas que, como su nombre indica, emiten la mayor parte de su energ¨ªa en el rango infrarrojo. Adem¨¢s, con CanariCam seremos capaces de estudiar los agujeros negros supermasivos a¨²n activos en los centros de las galaxias activas como las denominadas qu¨¢sares y radiogalaxias, a trav¨¦s de la emisi¨®n que produce la gran cantidad de polvo que los rodea.

Almudena Alonso Herrero pertenece al Instituto de Estructura de la Materia del CSIC