El carbono de nuestro cuerpo pudo salir de la galaxia y regresar en una «cinta transportadora» cósmica
La vida en la Tierra depende del carbono, un elemento formado en el corazón de las estrellas y dispersado en el cosmos tras sus muertes explosivas. Un nuevo estudio revela que este carbono viaja a través de corrientes cósmicas en un ciclo de reciclaje galáctico, esencial para la formación de planetas y nuevas estrellas.
Por James Urton / Universiidad de Washington
Es muy probable que el mismo carbono de nuestros cuerpos haya pasado una cantidad significativa de tiempo fuera de la galaxia, según Jessica Werk, profesora de la Universidad de Washington. Imagen generada con DALL-E
La vida en la Tierra no podría existir sin carbono. Pero el propio carbono no podría existir sin las estrellas. Casi todos los elementos, excepto el hidrógeno y el helio —incluidos el carbono, el oxígeno y el hierro—, solo existen porque fueron forjados en hornos estelares y posteriormente arrojados al cosmos cuando sus estrellas murieron.
En un acto supremo de reciclaje galáctico, los planetas como el nuestro se forman incorporando estos átomos estelares a su composición, ya sea el hierro del núcleo de la Tierra, el oxígeno de su atmósfera o el carbono de los cuerpos de los terrícolas.
Un equipo de científicos de Estados Unidos y Canadá acaba de confirmar que el carbono y otros átomos formados en las estrellas no vagan por el espacio hasta que se les da un nuevo uso. En galaxias como la Vía Láctea, que siguen formando activamente nuevas estrellas, estos átomos realizan un viaje tortuoso. Rodean su galaxia de origen en corrientes gigantes que se extienden por el espacio intergaláctico.
Un universo con cintas transportadoras de material
Dichas corrientes, conocidas como el medio circungaláctico, se asemejan a gigantescas cintas transportadoras que empujan el material hacia el exterior y lo devuelven al interior galáctico, donde la gravedad y otras fuerzas pueden ensamblar estas materias primas en planetas, lunas, asteroides, cometas e incluso nuevas estrellas.
“Piensa en el medio circungaláctico como en una gigantesca estación de tren: Está constantemente empujando material hacia fuera y atrayéndolo hacia dentro.”
En palabras de Garza, «los elementos pesados que producen las estrellas son empujados fuera de su galaxia anfitriona hacia el medio circungaláctico a través de sus explosivas muertes en supernovas, donde pueden volver a entrar y continuar el ciclo de formación de estrellas y planetas».
Garza es el autor principal de un artículo que describe estos hallazgos y que aparece publicado en la revista Astrophysical Journal Letters.
«Las implicaciones para la evolución de las galaxias y para la naturaleza de la reserva de carbono de que disponen las galaxias para formar nuevas estrellas son apasionantes —afirma Jessica Werk, coautora y profesora de la Universidad de Washington y directora del Departamento de Astronomía. Y añade—: Es muy probable que el mismo carbono de nuestros cuerpos haya pasado una cantidad significativa de tiempo fuera de la galaxia».
Una imagen de una porción densa y rica en estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, tomada por el Hubble. Cortesía: NASA/ESA/Hubble Heritage Team
En 2011, un equipo de científicos confirmó por primera vez la antigua teoría de que las galaxias con formación estelar como la nuestra están rodeadas por un medio circungaláctico, y que esta gran nube de material circulante incluye gases calientes enriquecidos en oxígeno.
Garza, Werk y sus colegas han descubierto que el medio circungaláctico de las galaxias con formación estelar también hace circular material de menor temperatura, como el carbono.
«Ahora podemos confirmar que el medio circungaláctico actúa como un gigantesco depósito de carbono y oxígeno —sostiene Garza—. Y, al menos en las galaxias con formación estelar, sugerimos que este material vuelve a caer sobre la galaxia para continuar el proceso de reciclaje».
La luz de nueva cuásares distantes
El estudio del medio circungaláctico podría ayudar a los científicos a comprender cómo disminuye este proceso de reciclaje, que acabará ocurriendo en todas las galaxias, incluso en la nuestra. Una teoría es que la ralentización o interrupción de la contribución del medio circungaláctico al proceso de reciclaje podría explicar por qué las poblaciones estelares de una galaxia disminuyen durante largos periodos de tiempo.
«Si puedes mantener el ciclo en marcha —expulsando material y volviéndolo a atraer— entonces, teóricamente, tienes suficiente combustible para mantener la formación de estrellas», dice Garza.
En esta representación artística, la luz de un cuásar lejano atraviesa el halo circungaláctico de una galaxia en su camino hacia la Tierra, donde es medida por el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos del Hubble para determinar la composición del halo. Cortesía: NASA / ESA / A. Field
Para este estudio, los investigadores utilizaron el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos del Telescopio Espacial Hubble. El espectrógrafo midió cómo la luz de nueve cuásares distantes —fuentes ultrabrillantes de luz en el cosmos— es afectada por el medio circungaláctico de once galaxias formadoras de estrellas.
Las lecturas del Hubble indicaron que parte de la luz de los cuásares estaba siendo absorbida por un componente específico del medio circungaláctico: el carbono, y mucho de él. En algunos casos, detectaron carbono extendiéndose casi 400.000 años luz —o cuatro veces el diámetro de nuestra propia galaxia — hacia el espacio intergaláctico.
Se necesita investigación futura para cuantificar la extensión total de los otros elementos que componen el medio circungaláctico y para comparar más a fondo cómo sus composiciones difieren entre galaxias que todavía están generando grandes cantidades de estrellas y galaxias que en gran medida han cesado la formación estelar.
Esas respuestas podrían iluminar no solo cuándo galaxias como la nuestra transitan hacia ser desiertos estelares, sino también por qué.
Información facilitada por la Universidad de Washington
Fuente: Samantha L. Garza et al. The CIViL* Survey: The Discovery of a C iv Dichotomy in the Circumgalactic Medium of L* Galaxies. Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ad9c69
