La cuestión clave era comprender cómo varían las propiedades del polvo en función del tipo de galaxia en el que se encuentre, y cómo afectarían estas conclusiones a los modelos que tratan de explicar el proceso de evolución de las galaxias.
Antes de terminar su misión en abril de 2013, el observatorio espacial Herschel de la ESA realizó el mayor censo hasta la fecha del polvo cósmico en el Universo local, estudiando su distribución en una larga serie de galaxias situadas a unos 50-80 millones de años luz de nuestro planeta.
El catálogo resultante contiene 323 galaxias en las que se pueden apreciar distintas tasas de formación de estrellas y diversas composiciones químicas. Las observaciones fueron realizadas en las longitudes de onda submilimétricas y en las del infrarrojo lejano.
Este mosaico presenta una muestra de las galaxias que forman parte de este estudio. Se han organizado en función de la cantidad de polvo cósmico que contienen: desde las más ricas, en la esquina superior izquierda, hasta las más pobres, en la esquina inferior derecha.
Las galaxias con una mayor cantidad de polvo cósmico suelen ser espirales o irregulares, mientras que las galaxias elípticas parecen presentar una menor concentración de estas partículas. Los tonos rojos representan los cúmulos de polvo a mayor temperatura, y los azules los más fríos.
La luz emitida por todas las estrellas de cada galaxia calienta lentamente el polvo cósmico, y los cúmulos más calientes se concentran en las regiones donde se están formando nuevas estrellas.
Para facilitar la comparación se han añadido las imágenes de estas mismas galaxias en la banda de la luz visible, procedentes del Sloan Digital Sky Survey. En ellas los tonos azules se corresponden con las estrellas más jóvenes: estrellas masivas y calientes que consumen su combustible rápidamente y que se extinguirán pronto.
Los tonos rojos señalan una población más vieja de estrellas, más frías, menos masivas, y por lo tanto también más longevas.
A partir de estos datos, los astrónomos son capaces de analizar la luz emitida por el polvo en función de su longitud de onda, lo que constituye un método para derivar las propiedades físicas de las partículas.
Por ejemplo, las galaxias con una mayor actividad de formación de estrellas tendrían que contener una mayor proporción de estrellas masivas y calientes, lo que provocaría que el polvo se encontrase a una mayor temperatura y que, por consiguiente, emitiese una mayor proporción de su luz en las longitudes de onda más cortas.
Sin embargo, los datos muestran más variantes de las que cabría esperar si sólo se tuviese en cuenta la tasa de formación de estrellas de cada galaxia, lo que podría sugerir que hay otros factores, como por ejemplo la composición química, que también juegan un papel decisivo.
Este censo permitirá a los astrónomos investigar todas estas correlaciones y dependencias, constituyendo una referencia fundamental para cuantificar el papel que jugó el polvo cósmico en el proceso de evolución de las galaxias a lo largo de la historia del Universo.
El catálogo se complementará con las observaciones que se están realizando desde tierra, como las del observatorio ALMA en Chile, para permitir a los astrónomos estudiar el polvo en las galaxias que se encuentran cerca de los límites del Universo observable.
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