Las galaxias espirales tienen ondas resonantes que determinan su estructura

Las galaxias espirales, como la Vía Láctea, presentan ondas resonantes que determinan su estructura, en especial, la forma de sus brazos, concluye una investigación de los científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) John Beckman y Joan Font. Ambos han realizado el estudio, publicado en The Astrophysical Journal, a través de un método desarrollado por ellos mismos, informa el IAC en un comunicado.

En este caso, la expresión «ondas resonantes» no equivale a «ondas sonoras», sino con forma espiral que se propagan en círculos concéntricos. Normalmente se mueven a una velocidad distinta que la de las estrellas, el gas o el polvo de la propia galaxia. Solo se considera que son resonantes cuando su velocidad coincide con el movimiento de alguna de las estructuras galácticas, como los brazos o las barras. En este sentido, actúan de forma similar a las ondas que se forman en las cuerdas de un violín o en la superficie de un tambor, lo que ha inspirado a los autores a hablar de “la música de las galaxias”.

Existen diversas teorías sobre la formación de los brazos espirales de las galaxias, pero todavía no se sabe con certeza cómo surgen y por qué no desaparecen tras varios giros de la materia galáctica alrededor de su núcleo central. La confirmación de la relevancia de las ondas resonantes a la hora de determinar estas estructuras, y las aportaciones del nuevo método propuesto por Beckman y Font, suponen un paso más para poder entenderlas.

En el estudio compararon el nuevo método diseñado por ambos investigadores, el de Font-Beckman (FB), con el método de análisis consolidado de Scott Tremaine y Martin Weinberg (TW). El nuevo permite hallar los puntos de resonancia de una galaxia, mientras que el anterior mide la velocidad promedio de propagación de las ondas. Para comprobar la validez de FB cotejaron observaciones de una misma galaxia, NGC 3433, obtenidas con dos instrumentos diferentes: MUSE, en un telescopio chileno, y GHaFaS, en un telescopio canario. Con GHaFaS midieron la velocidad del gas de la galaxia y con MUSE, tanto la del gas como la de las estrellas. Los investigadores del IAC concluyeron que los valores obtenidos por ambos métodos eran iguales y, además, el método FB fue capaz de medir cuatro radios de resonancia mientras TW produjo solo dos.

El conjunto de los cuatro conforma una sinfonía resonante que moldea el disco de la galaxia. “Es asombroso”, destaca Font, “que estructuras tan grandes como los discos de las galaxias, con centenares de miles de millones de estrellas, más gas y polvo interestelar, funcionen como unidades resonantes”. Por su parte, Beckman explica que “las notas de nuestra música terrestre tienen frecuencias de sonido comprendidas entre centenares y miles de hercios”. Sin embargo, las frecuencias de las ondas en los discos galácticos “son solo una milésima de una millonésima de una millonésima de un hercio”.