Astrónomos mexicanos reescriben las reglas para medir la química de las galaxias

Por Oliver García

Un equipo internacional encabezado por astrónomos mexicanos revisó las “reglas” con las que la comunidad científica calcula la química de las galaxias, es decir, cuánto oxígeno y otros elementos pesados contienen sus nubes de gas. El resultado ofrece una escala común para comparar galaxias cercanas con algunas de las más lejanas que ha observado el telescopio espacial James Webb.

El trabajo está dirigido por Fernando Fabián Rosales Ortega, del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), y José Eduardo Méndez Delgado, del Instituto de Astronomía de la UNAM, con participación de científicos de España, Reino Unido, Alemania y Ucrania. Fue publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) y difundido por la UNAM el 21 de octubre de 2026. Según el Instituto de Astronomía, es el resultado de más de una década de recopilación y análisis.

Por qué importa medir la química de las galaxias

Las galaxias guardan su historia en el gas. Las nebulosas donde nacen estrellas contienen elementos como carbono, oxígeno, nitrógeno o hierro que fueron fabricados y dispersados por generaciones anteriores de estrellas. De acuerdo con la explicación del Instituto de Astronomía, esa química funciona como una huella fósil: cuantos más elementos pesados acumula una nebulosa, mayor ha sido el reprocesamiento estelar en esa región.

El problema es que no se puede tomar una muestra de una galaxia. Todo se deduce a partir de la luz. El gas iluminado por estrellas jóvenes emite líneas de color muy específicas, y su intensidad depende tanto de la composición como de la temperatura, la densidad y la dureza de la radiación. Las mediciones más precisas requieren detectar emisiones muy débiles, algo que sólo se logra con exposiciones largas en los telescopios más grandes del mundo.

Por eso, en la práctica, los astrónomos usan atajos conocidos como “métodos de líneas fuertes”: fórmulas que convierten las emisiones más brillantes, visibles incluso en observaciones poco profundas, en una estimación estadística de la composición química. Son esas fórmulas las que el equipo puso a prueba.

2,392 espectros para recalibrar 27 reglas

La base del estudio es DESIRED (DEep Spectra of Ionized REgions Database), una colección construida para reunir las observaciones espectroscópicas ópticas de mayor calidad de regiones de gas ionizado en nuestra galaxia y en otras. Para esta investigación se analizaron de manera homogénea 2,392 espectros: según el resumen del artículo, 1,029 corresponden a regiones de formación estelar en otras galaxias, 1,296 a galaxias cercanas con formación de estrellas y 67 a galaxias muy lejanas, tomados de 201 referencias independientes.

Con ese material, los investigadores evaluaron 27 reglas de uso cotidiano que combinan líneas de emisión de oxígeno, nitrógeno, azufre, argón y neón. El Instituto de Astronomía informó que el equipo identificó sesgos y limitaciones importantes en algunas de ellas, capaces de introducir errores sistemáticos al reconstruir la historia de una galaxia. Las 27 fueron recalibradas y cuatro son totalmente nuevas, propuestas por el propio equipo.

El artículo reporta para cada regla su rango de validez y su dispersión, que típicamente va de 0.15 a 0.35 dex, la unidad logarítmica con la que se expresan estas abundancias. Ese dato es relevante porque indica a otros investigadores qué tan confiable es cada fórmula y en qué condiciones conviene usarla.

Una deuda con Manuel Peimbert

Uno de los aportes centrales tiene raíz mexicana. En 1967, el astrónomo Manuel Peimbert, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, mostró que si las nebulosas no tienen una temperatura homogénea, las mediciones químicas quedan sesgadas. El artículo recuerda que desde hace más de 80 años se reporta una discrepancia, de alrededor de un factor de dos, entre las abundancias calculadas con distintos tipos de líneas de emisión.

Según la UNAM, este trabajo establece por primera vez reglas para medir la composición química que incorporan esas variaciones de temperatura. Cada calibración se presenta en dos versiones: una que supone temperatura uniforme y otra que considera las fluctuaciones. En la muestra analizada, las abundancias de oxígeno corregidas resultan en promedio unos 0.13 dex más altas, cerca de un tercio más, que las calculadas con el supuesto tradicional.

Del vecindario cósmico al universo temprano

Con las reglas reescritas, el equipo analizó galaxias formadas apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang y reveladas por el James Webb, el mismo instrumento que ha permitido detectar posibles rastros de la primera generación de estrellas y los enigmáticos “pequeños puntos rojos”. La UNAM señala que las reglas derivadas del universo cercano pueden aplicarse también a esas galaxias distantes, siempre que se considere que en ellas la radiación tiene características distintas.

El propio artículo matiza el alcance: varias calibraciones resultan consistentes con relaciones independientes obtenidas para galaxias lejanas, mientras que otras muestran desviaciones asociadas con una mayor proporción de nitrógeno o con radiación más intensa. La conclusión de los autores es que DESIRED ofrece estimaciones confiables a gran distancia para un subconjunto de diagnósticos, y que es necesario tomar en cuenta cómo cambia cada uno con la época del universo.

Qué sigue para la astronomía mexicana

Para la comunidad astronómica, el beneficio práctico es contar con un conjunto homogéneo de calibraciones que permita comparar observaciones de distintos telescopios sin depender de escalas construidas con supuestos físicos diferentes. Los autores pusieron a disposición en un repositorio público el código con las 27 calibraciones, lo que facilita que otros equipos las apliquen y las pongan a prueba.

El estudio se suma a una etapa visible de la astronomía hecha en México, que incluye infraestructura propia como el Gran Telescopio Milimétrico, en la Sierra Negra de Puebla, operado con participación del INAOE. El título del artículo lo identifica como la primera entrega de una serie, por lo que el equipo de DESIRED prevé nuevas publicaciones a partir de esta base de datos.