En 1983, con el lanzamiento del telescopio espacial infrarrojo IRAS, se descubrió un nuevo tipo de galaxias que brillaban, en el rango infrarrojo del espectro, cientos e incluso miles de veces más que el resto de galaxias conocidas. Las teorías existentes hasta ese momento no eran capaces de explicar unas luminosidades tan extremas.
Hoy conocemos con bastante detalle qué son y qué sucede en estas fuentes, denominadas galaxias luminosas en el infrarrojo, o LIRGs. Sabemos, por ejemplo, que tienen enormes cantidades tanto de gas molecular, material a partir del que se forman nuevas estrellas, como de polvo interestelar. Es precisamente este polvo el que, tras calentarse, reemite su energía en el infrarrojo (de forma análoga a cuando miramos un cuerpo humano a través de una cámara térmica). Pero... ¿qué mecanismo calienta todo ese polvo? La primera imagen que nos viene a la cabeza cuando pensamos en una galaxia es la de una vasta colección de estrellas, unas veces formando majestuosos brazos espirales y otras en un gigantesco enjambre elíptico, que esperan su final lenta y pacíficamente. Sin embargo, la mayoría de las LIRGs no se parece en nada a esa tranquila escena.
Por una parte, cambios en la dinámica del gas molecular presente en estas galaxias producen violentos brotes de formación estelar, que son episodios relativamente repentinos en los que el ritmo al que se forman nuevas estrellas es muy elevado. Tanto la radiación proveniente de las nuevas estrellas como las explosiones de las más masivas al llegar al final de su vida (supernovas) calientan intensamente el polvo interestelar.
Por otra parte, en algunas de estas galaxias existe lo que se llama un núcleo activo de galaxia, o AGN por sus siglas en inglés. Los AGN son la manifestación de un agujero negro supermasivo que se encuentra en las regiones centrales de las galaxias y que absorbe con fuerza todo el gas que se acerca, formando a su alrededor, a modo de torbellino, un disco de gas que por pura fricción alcanza temperaturas elevadísimas y calienta el polvo circundante. Tal es la violencia de estos fenómenos que hasta en la literatura científica se les llegó a aplicar el término de “monstruos cósmicos”.
Pero, ¿por qué es importante comprender la física de las LIRGs? Muchas de estas galaxias son en realidad el producto de interacciones, colisiones y fusiones de otras galaxias menores. En este sentido, podemos ver las LIRGs como una fase clave en la evolución de “pequeñas” galaxias espirales en su proceso de convertirse en enormes galaxias elípticas. Al observar un gran número de estos objetos, cada uno en una etapa evolutiva, lo que estamos viendo en realidad son diferentes fotogramas de una película que tenemos que ordenar. Según este modelo, la interacción entre galaxias dispara los brotes de formación estelar, que serían el mecanismo dominante durante las fases iniciales del proceso de fusión, mientras que en una etapa más avanzada sería el disco de acrecimiento alrededor del agujero negro central el motor principal de las LIRGs.
Ordenar las escenas de esta película nos sirve tanto para entender mejor todos los procesos intermedios como para saber cómo evolucionó el universo hasta convertirse en lo que es hoy y qué ocurrirá en el futuro, incluyendo el destino de nuestra Vía Láctea.