El observatorio espacial Herschel de la ESA ha observado un inusual encuentro entre dos galaxias ricas en gas que presenta la solución al antiguo problema de cómo se formaron las grandes galaxias pasivas en el Universo primigenio.

La mayor parte de las grandes galaxias pertenece a una de estas dos categorías: las galaxias espirales, como nuestra Vía Láctea, con una gran cantidad de gas y actividad de formación de estrellas; o las galaxias elípticas, pobres en gas, pobladas de viejas estrellas rojas y frías y con pocos signos de actividad. 

Durante mucho tiempo se asumió que las grandes galaxias elípticas que vemos en el Universo actual se formaron lentamente a través de la fusión gravitatoria de galaxias más pequeñas. Esta hipótesis sugería que el gas contenido en estas galaxias se transformaría progresivamente en estrellas frías de baja masa, hasta agotar todas sus reservas, dejando una galaxia ‘roja y muerta’.

Cuando en la última década se descubrió que las grandes galaxias elípticas se habían logrado formar en los primeros 3-4 mil millones de años de historia del Universo, esta hipótesis se tambaleó. De alguna forma, en un plazo de tiempo muy corto en términos cosmológicos, estas galaxias habían sido capaces de reunir rápidamente una gran cantidad de estrellas y luego se habían ‘apagado’.

Una posible explicación sería que dos galaxias espirales chocasen y se fusionasen, dando lugar a una gran galaxia elíptica. La colisión desencadenaría un brote masivo de formación estelar que agotaría rápidamente todas las reservas de gas. Gracias a las observaciones de Herschel, un equipo de astrónomos ha sido capaz de capturar el inicio de este proceso entre dos galaxias masivas cuando el Universo apenas tenía 3.000 millones de años.

Esta pareja de galaxias fue identificada inicialmente en los datos de Herschel como una única fuente, bautizada como HXMM01. Un estudio más detallado desveló que en realidad se trataba de dos galaxias, cada una con una masa estelar equivalente a 100.000 veces nuestro Sol y con una cantidad equivalente de gas.

Las galaxias están unidas por un puente de gas, lo que indica que se están fusionando.

“Este monstruoso sistema de galaxias en interacción es la fábrica de estrellas más eficiente jamás detectada en el Universo primitivo, cuando éste apenas tenía 3.000 millones de años”, explica Hai Fui de la Universidad de California, Irvine, Estados Unidos, autor del estudio publicado enNature.

“El sistema HXMM01 es muy especial, no sólo por su gran masa e intensa actividad de formación de estrellas, sino porque también se encuentra en una fase intermedia y fundamental del proceso de fusión, lo que nos ayudará a perfeccionar los modelos actuales que describen la formación y la evolución de las galaxias”, añade Asantha Cooray, coautor de la publicación y también profesor en la Universidad de California, Irvine.

El comienzo de la fusión ha desencadenado una frenética actividad de formación de estrellas, alcanzando una tasa equivalente a unas 2.000 estrellas como nuestro Sol al año. En comparación, una galaxia como la Vía Láctea actual sólo forma el equivalente a un Sol cada año.

La eficiencia con la que el gas se está convirtiendo en nuevas estrellas en este sistema es unas diez veces mayor a la observada en las galaxias convencionales, que forman estrellas a una tasa mucho más lenta.

El sistema no será capaz de sostener semejante tasa de formación de estrellas durante mucho tiempo, y terminará agotando todas sus reservas de gas, deteniendo la producción y convirtiéndose en una población envejecida de estrellas rojas, frías y de baja masa.

El equipo de Fu calcula que HXMM01 tardará unos 200 millones de años en convertir todo su gas en estrellas, mientras que el proceso de fusión tardará unos mil millones de años en completarse. El resultado final será una galaxia elíptica masiva, roja y muerta, con unos 400.000 millones de masas solares.

“Tuvimos mucha suerte al detectar este sistema tan especial en una fase de transición tan crítica. El descubrimiento deja constancia de que la fusión de galaxias ricas en gas y con una considerable actividad de formación de estrellas es uno de los mecanismos para la formación de las galaxias elípticas masivas que podemos observar en el Universo primitivo”, explica Seb Oliver de la Universidad de Sussex, Reino Unido, Investigador Principal del Programa Clave HerMES dentro del que se han realizado estas observaciones.

“Este descubrimiento pone de manifiesto la importancia de los estudios realizados con Herschel. En este caso, permitieron descubrir la excepcional fuente HXMM01, que puede contener la clave para desvelar el misterio de cómo se formaron y cómo han evolucionado las galaxias súper masivas cuando el Universo todavía era muy joven”, añade Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA.

Una investigación elaborada por científicos del Museo Nacional de Historia Natural de Reino Unido, ha determinado que hace 10-12 millones de años había cuatro especies de pingüinos en las costas de África. Este dato se ha obtenido tras un estudio, publicado en 'Linnean Society', realizado sobre 17 fragmentos fósiles encontrados a finales de 2010 entre rocas y sedimentos de una excavación en Sudáfrica.

Los hallazgos fósiles representan la evidencia más antigua de estas aves en África. Anteriormente se habían encontrado restos de entre 5 y 7 millones de años.

Según han explicado los autores del trabajo, los 17 fragmentos de huesos son piezas de columna vertebral, esternón, alas y patas de varias especies extintas de pingüinos. Gracias a estos fósiles ahora se sabe que estas especies se extendieron casi por todo el espectro de tamaños conocidos, desde un diminuto pingüino de 0,3 metros de altura, hasta una especie de cerca de 0,9 metros.

Actualmente, solo una especie de pingüinos vive en África: el pingüino africano (Spheniscus demersus), también conocido como pingüino del Cabo. Está calificada como una especie en peligro de extinción desde 2010. Según han explicado los expertos, el número de estas aves ha disminuido un 80 por ciento en los últimos 50 años y esta situación se debe principalmente a los vertidos de petróleo y a la pesca excesiva de sardinas y anchoas, el alimento favorito de este animal.

Sin embargo, los científicos no tienen tan claras las razones de la extinción de los pingüinos prehistóricos. Las lagunas en el registro fósil hacen difícil determinar si las desaparición de estas especies fueron repentinas o graduales.

"Tenemos fósiles de hace 5-7 millones de años y otros de 10-12 millones de años, pero no sabemos qué pasó en medio", ha explicado uno de los autores de la investigación, Daniel Thomas, quien ha señalado que "probablemente el ser humano no tiene la culpa, ya que los humanos modernos llegaron a Sudáfrica cuando estos pingüinos ya habían desaparecido".

Entre las causas que se barajan, la más probable, según los científicos, es que la subida y bajada del nivel del mar terminó por eliminar los lugares seguros para la anidación. Aunque los pingüinos pasan la mayor parte de su vida nadando en el océano, utilizan islas cercanas a la costa para construir sus nidos y criar a sus polluelos.

Reconstrucciones de la superficie terrestre sugieren que hace 5 millones de años el nivel del mar en la costa de Sudáfrica era 90 metros más alto de lo que es hoy, inundando las zonas bajas y convirtiendo la región en una red de islas. Una mayor cantidad de islas implicaba más playas donde poder tener las crías y mantenerlas a salvo de los depredadores del continente.

Sin embargo, con la reducción del nivel del mar, las islas se volvieron a conectar al continente por puentes de tierra, lo que habría acabado con las playas de anidación y facilitado el acceso a los depredadores.