Izarrak fosilak dira

Unibertsoren misterioak argitzen saiatzen den orori, galdera handiak erantzutea dagokio: “Zer da materia iluna?”, “Zergatik zabaltzen eta azeleratzen ari da unibertsoa?”, “Zein da bizitzaren jatorria?”, “Zer gertatu zen Big-Bang-aren ondorengo segundoetan?”...  Gaurkoan erantzuten saiatuko garena ere ez da galdera makala: “Noiz sortu zen gure galaxia, Esne Bidea, eta zelakoa izan da bere eboluzioa?”. Halako galdera handi batentzako, ez dago erantzun sinplerik (ezta oraindik konpletorik ere). Hainbeste dira azken 13 mila milioi¹ urteetan ustez galaxiari forma eman dioten prozesuak, non ezinezkoa zaidan artikulu bakar batean laburbiltzea. Hori dela eta, galdera honen erantzuna (edo haren inguruan dakiguna) hainbat testutan sekuentziatzeko erabakia hartu dut. Gaurkoan, Esne Bidearen kokapena, egitura eta hau aztertzeko erabiltzen dugun metodoa aurkeztera noa.

Perspektiba apur bat:

Esne Bidea unibertsoan dauden mila milioi (1.000.000.000) galaxietatik bat baino ez da. Galaxia hauetako bakoitzak, bestalde, beste mila milioi izar inguru dauzka. Zenbaki hauetan pentsatzea soilik oso zaila da gure giza burmuinarentzat, izan ere, gure egunerokotasunean oso gutxitan agertzen zaizkigu halako zifra erraldoiak, guztiz imajinaezinak. Antzeko zerbait gertatzen da galaxiaren tamainari buruz mintzo garenean: galaxiaren diskoak, adibidez,  30.000 pc-eko (parsec²)  diametroa dauka, 200.000 argi-urtekoa, alegia. Zerbait esaten dizu horrek? Niri, ezer gutxi.

Goazen ba beste modu batean pentsatzera: Eguzkitik gertuen daukagun izarrak Proxima Centauri du izena eta 1,3 pc-ra edo, 4,25 argi-urtera dago Lurretik. Horrek esan nahi du, argiaren abiaduran bidaiatuko bagenu, 4 urte eta 3 hilabetetan gutxi gorabehera bertan egon gintezkeela. Tamalez, argiaren abiaduraren %0.065-era baino ez gara heldu espaziora jaurti dugun objekturik azkarrenarekin³ eta abiadura horrekin, 6.600 urte inguru beharko genituzke gure izar gertuenari bisitatxo bat egiteko⁴ !  Horixe da, hain zuzen ere, hainbeste urtetan zehar gure galaxiaren egitura eta natura zehazki ezagutzen eragotzi diguna: ez gara gai (eta ez gara izango) honen kanpora atera eta argazki bat ateratzeko. Distantziak, sinpleki, handiegiak dira. Esne Bidea barrutik ikus dezakegu soilik, bestelako galaxiak oso-osorik ikusten ditugu ordea (ikusi 1. irudia).

1. irudia: Gure auzokide kosmikoak, Sky at Night Magazine-etik aterata. Gu Esne Bidean gaude (Milky Way) eta beraz, barrutik ikusteko gai gara soilik (eskuin behe, ESO-ren webgunetik). Andromeda (edo M31), aldiz, oso-osorik ikusteko gai gara (eskuin goi, Adam Evans). Horretaz aparte, beste galaxia txikiago batzuek ere osatzen dute galaxia talde hau, Talde Lokala (Local Group). Eguzkiaren bataz besteko kokapena puntu hori batekin markatua dago. Etorkizunean, Esne Bidea eta Andromeda galaxia erraldoi batean elkartuko direla uste da, Milkdromeda galaxia eliptiko erraldoia sortuz (honen inguruan oraindik debatea badago ere). 

Hau esanda, ez dira dena albiste txarrak: Galaxiaren barnean egoteak ere baditu bere abantailak, eta handiak gainera! Nork ez du maite udako gauetan zerura begiratu eta izarren distira artean galtzea? Hainbestetan zeruan ikusi izan ditugun izar horiek guztiak gure auzotar galaktikoak dira, alegia, Eguzkitik hurbil eta diskoan dauden izarrak, galaxiaren erdigunean dagoen galaxia-erraboilaren (ingelesez bulge) inguruan biraka. Guztiz isolatuta egongo bagina, ez genuke halako ikuskizunik izango!

Zientzia aldetik ere baditu bere abantailak, noski: galaxia barruan egoteak honen egitura zuzenean iradokitzeko aukera ukatzen badigu ere, aparteko posizioan jartzen gaitu izarrak banan-banan eta xehetasun handiz aztertzeko⁵ . Izar hauek behatuz, haien distantzia, abiadura, tenperatura, konposizioa etab. determinatzeko gai gara.  Segur aski noizbait nabaritu izan duzunez, izar guztiak ez dira berdinak: batzuk gorrixkagoak, beste batzuk txuri edo urdinagoak, argiagoak, beste batzuk ilunagoak… izar bakoitzak istorio ezberdin bat dauka kontatzeko eta astrofisikari gisa, kontatzeko daukaten hori entzutea dagokigu. Izarrek ez dute hitz egiten, jakina, baina badute haien komunikatzeko modu propioa: argia. Argi hau, bizi diren bitartean igortzen (kontatzen) digute izarrek eta guk, teleskopioen bidez argi hori bildu eta analizatu (entzun) egiten dugu. 

Esne Bidearen egitura:

Ezer baino lehen, goazen Esne Bidearen egitura aztertzera⁶. Jadanik komentatu dut Esne Bidea edo Andromeda bezalakoak diren galaxia kiribilen ezaugarri nabarmenena diskoa dela, eta erdialdean duten egitura esferiko eta argiari erraboil deitzen diogula. Baina hau ez da dena: aldi berean, diskoa eta erraboila beste egitura arin eta esferiko batean daude txertatuta: halo galaktikoa (ikusi 2. irudia). Haloak oso izar gutxi dauzka diskoarekin konparatuta (galaxiaren %1-a baino ez!), baina izugarri garrantzitsua da galaxiaren sorrerari buruz hainbat gauza ulertzeko.

2. irudia: Esne bidearen egituraren eskema, Christina Chiappini-k 2001-ean idatziriko dibulgazio artikulutik aterata. Ezkerrean galaxia ertzetik ikusia. Kumulo globularrei (Globular Cluster) buruz oraindik ez dugu ezer aipatu, baino haloan bizi dira. Eskuinean, galaxia osatzen duten izarren zinematika tipikoa.  Berez, diskoa bi azpiegituratan dago banatua: disko fina, zeinetan izarrak mugimendu ia-ia esferikoetan mugitzen diren (orbita urdina), eta lodia, non izarrei mugimendu bertikalagoak baimentzen zaizkien (orbita berdea). Haloan dauden izarrek, ordea, mugimendu askoz ere kaotikoagoak dituzte, orbita gorriak erakusten duen bezala.

Zergatik? Bada, haloa sortzen duten izar asko ez direlako gure galaxian bertan sortu, baizik eta beste galaxia batzuk dituztelako jaiotoki! Eta nola demontre da posible izar bat beste galaxia batetik etortzea, hain urrun baldin badaude bata bestetik? Tira ba, galaxiak galaxien bidez sortzen direlako. Azalduko dut: Galaxia gazteak txikiak dira. Honaino dena arrunt.  Baina haien artean konbinatzen joaten dira (merge ingelesez) denbora pasa ahala, prozesu honetan galaxia handiagoak eratzen. Haien masa handitu ahala, erakarpen ahalmen handiagoa ere izango dute elkartzen joan direnek, eta txikiagoak diren sistemak irentsiko dituzte. Esne Bidea ez da salbuespen: bere bizitzan zehar hainbat galaxia txikiago irentsi eta digeritu ditu, eta digestio horren hondarrak halo galaktikoan aurkitzen dira batez ere. Izar bakoitzak, bestalde, bere jaiotokiaren arrastoa darama bere konposizio kimikoan. Beraz, izarren konposizio kimikoa haien ADN-tzat uler dezakegu, eta halo galaktikoa, galaxia hilerri handi bat bezala. Honetan aurkitzen diren izarrak aztertzean, gure galaxiak "jan" dituen galaxia txikiak ezagut ditzazkegu eta modu honetan honen sorrera prozesua aztertu.

Arkeologia galaktikoa:

Izarrek haien modura gure galaxiaren sorrerari buruzko informazioa ematen digute hortaz. Bakoitzaren argia analizatuz, esan bezala, izar partikular horren iragana eta jatorria uler dezakegu eta galaxiaren sorrerari buruz hainbat gauza iradoki.  

Goazen analogia bat jartzera: demagun arkeologo talde batek, giza femur baten zati bat aurkitzen duela Atapuerka-ko Sima de los Huesos aztarnategian. Eta segidan, beste zati bat. Hurrengo egunean, pelbisa. Eta hurrengoan, tibia… gainera, hezur guztiak antzeko tokian topatu dituzte, eta hezurren tamaina eta egitura aztertzen dituztenean, guztiak bat datoz. Horretaz aparte, haien adina ere berdina da, 430.000 urtekoa gutxi gora behera. Argi dago, ezta? Hezur horiek guztiak Homo Heidelbergensis berdinarenak direla ondorioztatuko du arkeologo taldeak⁷. 

3. irudia: Arkeologoak Atapuerkako Sima de los Huesos aztarnategian, ezkerrean. Pala, eskupeta eta brotxaren bitartez lurrean sakon hondoratura dauden hezurrak lurretik ateratzeko gai dira. Eskuinean, aldiz, Roque de los Muchachos astronomia behatokia, La Palma uhartean. Argazkia Wikipedian dago. Teleskopio handien bidez, urruneko izarrek igorririko argia bildu eta analizatu egiten da. 

Berdin-berdina gertatzen da izarrekin. Demagun halo galaktikoan dauden hainbat izar aztertzen ditugula eta haien energia eta momentu angeluarra oso antzekoa dela. Bestalde, haien argia aztertzen dugunean, antzeko konposizio kimikoa dutela ohartzen gara. Hortaz, izar horiek guztiek jatorri amankomuna dutela pentsatuko dugu, agian, Esne Bideak duela urte asko irentsitako galaxiaren batean. 

Eta horregatik, izarren gaur egungo ezaugarriak aztertuta, Esne Bidearen iragana argitu eta detaile handian aztertu dezakegu (3. irudia). Hezurrak Atapuerkako arkeologoentzat bezala, izarren argiaz baliatzen gara astrofisikariok gure galaxiaren iragana aztertzeko, arkeologia galaktikoa deritzon ikertze-arloari izena emanez.

Orri-oinak

¹ Mila milioi idatzi ordez, giga urteak erabiltzen ohi dira astronomian. 1 Giga-urte = 1 Gyr = 1000 milioi urte.

² 1 pc = 3.086 × 10¹⁸ metro = 3086000000000000000 metro

³ 692.00 km/h-ko abiadura lortu zuen NASA-ren Parker Solar Probe espaziontziak 2024. urtean

⁴ Pentsa ezazu duela 6000 urte gizakia Neolito aroan murgilduta zegoela!

⁵ Beste galaxietan aurkitzen diren izarrak ez gara gai banaka behatzeko gaur egun daukagun teknologiarekin, hurbilen daukagun galaxiaren salbuespenarekin. Magallanesen Hodei Handian 30.000 izar inguru behatu ditu Gaia sateliteak.  

⁶ Materia arruntaz, edo barionikoaz, arituko naiz soilik. Galaxia baten masa gehiena materia iluna da, baina hau beste artikulo oso bat idazteko gaia da.

⁷ Duela 600.000 – 200.000 urte inguru bizi izan zen giza espeziea preneandentala, Atapuerkako Sima de los Huesos-en aurkitua, besteak beste

Erreferentziak

¹ Bi galaxien arteko merger-aren simulazio bat ikusi nahi baduzu sakatu hemen!

² Chiappini-ren dibulgazio artikulua zaharra da, baina azaltzen dituen gauza asko oraindik berdin ulertzen ditugu gaur egun: Chiappini, C. (2001). The formation and evolution of the Milky Way. American Scientist, 89 (6), 506–515

² Artikulu honek Esne Bidea eta Andromedaren arteko merger-a Sawala, T., Delhomelle, J., Deason, A. J., Frenk, C. S., Johansson, P. H., Keitaanranta, A., Rawlings, A., & Wright, R. (2024). Apocalypse when? No certainty of a Milky Way–Andromeda collision. Preprint.

³ Review artikulu oso garrantzitsua da hau. Arkeologia galaktikoaren arloan azken 5-10 urteotan egin diren aurkikuntza nagusiak azaltzen ditu: Deason, A. J, Belokurov, V. (2024). Galactic Archaeology with Gaia. New Astronomy Reviews 99