Las galaxias más pequeñas del cosmos están revelándose como uno de los mayores desafíos para la astrofísica actual. Un equipo de investigadoras de la Universidad de La Laguna (ULL) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) analiza estos sistemas diminutos para comprender por qué no siempre encajan en las predicciones del modelo cosmológico estándar.
El trabajo se desarrolla en el marco del proyecto INGENIO, financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI), que utiliza simulaciones cosmológicas avanzadas para reconstruir el entorno galáctico más cercano a la Vía Láctea y explorar procesos físicos aún poco comprendidos.
Lejos de ser estructuras secundarias, las galaxias enanas, las más abundantes del Universo y altamente dominadas por materia oscura, están poniendo en evidencia que algunos mecanismos clave en la formación galáctica podrían no estar completamente incorporados en los modelos actuales.
Un laboratorio cósmico en nuestro vecindario
La investigación, liderada por la astrofísica teórica Arianna Di Cintio, investigadora de la ULL y del IAC, se centra en el denominado Grupo Local de galaxias, el entorno más próximo a la Vía Láctea.
A través de simulaciones de alta resolución, el equipo reproduce un escenario muy similar al universo real gracias al uso de condiciones iniciales restringidas. Este enfoque permite comparar directamente los resultados teóricos con observaciones astronómicas. “No buscamos representar un universo cualquiera, sino uno que refleje fielmente nuestro entorno”, explica la investigadora.
Este planteamiento responde a una cuestión fundamental: si el modelo cosmológico describe correctamente las estructuras a gran escala, pero presenta desviaciones sistemáticas en sistemas pequeños, como las galaxias enanas, es probable que aún falten piezas en la comprensión de los procesos físicos implicados.
El papel inesperado de los agujeros negros
Uno de los aspectos más innovadores del proyecto es el análisis del impacto de los agujeros negros en galaxias de muy baja masa.
Tradicionalmente se asumía que estos sistemas no podían albergar núcleos galácticos activos (AGN), debido a su tamaño reducido. Sin embargo, las simulaciones desarrolladas por el equipo del IAC apuntan a un escenario diferente: incluso en galaxias enanas aisladas, los agujeros negros centrales pueden influir de forma decisiva en su evolución.
Este efecto se suma a la retroalimentación estelar, y juntos constituyen los dos grandes mecanismos que el proyecto estudia para explicar cómo se regula la formación de estrellas y el crecimiento de estas galaxias.
Resolver las discrepancias del modelo cosmológico
El proyecto INGENIO aborda algunos de los principales interrogantes abiertos en cosmología, entre ellos el papel de los AGN en galaxias enanas, cuya influencia podría ser mucho mayor de lo que se pensaba, así como las diferencias entre observaciones y predicciones teóricas, que se manifiestan en aspectos como el número real de galaxias enanas o sus características estructurales, y también la naturaleza de las galaxias ultradifusas, sistemas extremadamente débiles cuya existencia plantea nuevos retos observacionales.
El estudio de estas cuestiones resulta esencial, ya que las galaxias enanas constituyen el entorno ideal para analizar la materia oscura: al tener pocas estrellas, su dinámica está dominada por este componente invisible, lo que permite poner a prueba los modelos de forma más directa.
Explorando lo invisible: galaxias oscuras
Además de las galaxias observables, el equipo investiga un tipo aún más esquivo de objetos: las llamadas galaxias oscuras.
Se trata de estructuras ricas en gas y materia oscura que apenas han formado estrellas, lo que las hace prácticamente indetectables con los métodos tradicionales. Las simulaciones sugieren que podrían existir varias de estas galaxias en el Grupo Local.
“Su existencia era una predicción teórica, pero ahora empezamos a poder modelarlas y contrastarlas con las primeras evidencias observacionales”, señala Di Cintio.
Tecnología, supercomputación y ciencia básica
El desarrollo de este tipo de simulaciones exige un alto nivel de capacidad computacional, lo que contribuye al avance de infraestructuras científicas como la supercomputación, con aplicaciones que trascienden la astrofísica.
Aunque se trata de investigación fundamental, su impacto es amplio. “La ciencia básica es un motor de innovación, incluso cuando sus aplicaciones no son inmediatas”, destaca la investigadora.
Con una duración de tres años, el proyecto sitúa al Instituto de Astrofísica de Canarias en una posición destacada en el estudio de la formación galáctica y la materia oscura.
Impulsando vocaciones científicas femeninas
El proyecto INGENIO está liderado por Arianna Di Cintio y cuenta con un equipo formado íntegramente por mujeres, reflejando un compromiso activo con la igualdad en la investigación científica.
Además de su labor investigadora, la científica participa en iniciativas de divulgación y mentoría como “Habla con ellas” (IAC), “Chicas con Ciencia” (ULL) y Supernova Foundation, orientadas a fomentar el interés por la ciencia entre las más jóvenes.
Aunque se han producido avances significativos en la presencia femenina en estudios de astrofísica, todavía existen retos importantes en etapas posteriores de la carrera investigadora, especialmente en lo relativo a estabilidad laboral y conciliación.
Información de interés adicional
- Nota de prensa de la Agencia Estatal de Investigación (AEI): https://www.aei.gob.es/noticias/galaxias-pequenas-ponen-prueba-modelo-universo
- Vídeo: Mujeres Increíbles | Arianna Di Cintio - Astrofísica Teórica: https://www.youtube.com/watch?v=xOH-ooXmafM
