Del amor a las matemáticas a estudiar la evolución de las galaxias

Retrato de Jorge Moreno Soto, tomado por Kris Vargas.

Jorge Moreno Soto ha encontrado en la astronomía una forma de dedicarse a lo que desde niño le ha fascinado: la física y las matemáticas. Recientemente encabezó un estudio basado en simulaciones computacionales, el cual aporta información de cómo se originan un tipo de galaxias que han desconcertado a la comunidad astronómica.

El trabajo publicado en su tesis de maestría (2003) en el Cinvestav, bajo la dirección de Héctor Hugo García Compeán, investigador del Departamento de Física, se enfocó en la teoría de cuerdas y geometría no conmutativa. Más tarde, durante el doctorado en la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos, su tema estuvo relacionado con la formación de grandes estructuras y la cosmología.

“En el posdoctorado en la Escuela Internacional de Estudios Avanzados, ubicada en Italia, comencé a trabajar en temas de astronomía, por lo que podría decirse que he ido de estudios teóricos a otros más conectados con las observaciones”, mencionó Moreno Soto, profesor asistente del Pomona College, en Estados Unidos.

Destacó que gracias a su experiencia en el Cinvestav adquirió las herramientas necesarias para, sin importar la complejidad de la pregunta a resolver, encontrar la forma de esclarecerla teniendo siempre en cuenta el rigor metodológico. “Sin la preparación que tuve en este Centro quizá no hubiera sido admitido en universidades e institutos de investigación en el extranjero y hacer aportaciones significativas a la ciencia”.

Además de la generación de conocimiento acerca de la formación, la evolución y el entorno en el que se desarrollan las galaxias, otro de los intereses de Moreno Soto, nacido en Ciudad de México, es la enseñanza. Su labor para motivar a sus estudiantes a crecer académicamente fue reconocida en agosto de 2019 por la Society for Advancement of Chicanos/Hispanics and Native Americans in Science (SACNAS, por sus siglas en inglés) al nombrarlo mentor destacado del mes.

A lo largo de sus más de 15 años de trayectoria científica, Moreno Soto ha impartido alrededor de 100 coloquios en diversos países, incluido el que formó parte del Coloquio del Departamento de Física del Cinvestav en 2009 titulado “Cuásares: el resultado de colisiones de halos de materia oscura”.

El transfondo muestra la distribución de materia oscura en un grupo de galaxias y los círculos indican la luz proveniente de dos galaxias sin materia oscura. Creada por el co-autor Alex Gurvich.

El también profesor visitante del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ha obtenido aproximadamente un millón de dólares en fondos de investigación para llevar a cabo diversos proyectos y su trabajo científico ha quedado plasmado en 40 artículos (10 como primer autor y uno como autor único).

Uno de ellos es el publicado el pasado mes de febrero en Nature Astronomy, del cual es el primer autor, en el que se propone una explicación de cómo se originan las galaxias de baja masa sin materia oscura.

La materia oscura está compuesta por partículas que no absorben, reflejan o emiten luz y por ello no pueden ser vistas directamente, pero se ha planteado su existencia debido a los efectos que producen sobre objetos observables, como las galaxias.

De hecho, se ha propuesto que las galaxias se forman dentro de halos de materia oscura y de acuerdo con el modelo estándar que explica la conformación del universo, las galaxias de baja masa deberían estar dominadas por este tipo de materia, señaló Moreno Soto.

Sin embargo, el descubrimiento de dos galaxias de baja masa (DF2 y DF4), en 2018 y 2019 respectivamente, con deficiencia de materia oscura provocó dudas sobre la validez del modelo estándar y lo que se sabía acerca de cómo surgen las galaxias.

“Lo que encontramos en el estudio, basado en simulaciones cosmológicas de última generación, es que cuando las galaxias de baja masa (inicialmente con altas cantidades de materia oscura y gas) interactúan con otras hasta mil veces más grandes, hay tres escenarios posibles: que queden destruidas, se fusionen con la de mayor tamaño o la confronten”, explicó el astrofísico.

En caso de que la galaxia de baja masa se enfrente a la de mayor tamaño el precio a pagar es la pérdida de su materia oscura. Así, los resultados muestran que las galaxias que se asemejan a DF2 y DF4 (descubiertas con el telescopio Hubble) pueden surgir naturalmente dentro del modelo estándar.

Una galaxia gigante en interacción con una compañera pequeña, la cual luego pierde su materia oscura. Creada por Jorge Moreno.

En el artículo también se reportan siete galaxias de este tipo que fueron identificadas en las simulaciones computacionales de un fragmento del universo con materia oscura.

Otra de las aportaciones del trabajo es que la simulación permitió predecir que aproximadamente 30 por ciento de las galaxias más masivas están orbitadas por una de menor tamaño sin materia oscura, lo cual es necesario confirmar con las observaciones en el universo real; es decir, usando instrumentos como el Telescopio Rubin y el Telescopio Espacial James Webb.

Moreno Soto, quien considera a la astronomía un derecho humano, ya que permite entender el origen y la evolución del universo del cual somos parte, aprovechó para destacar la relevancia de apoyar a los científicos en México y dar un mensaje a las y los jóvenes interesados en la ciencia: “si la investigación te apasiona sigue adelante, las barreras se pueden superar con esfuerzo y el respaldo de otras personas”.

Puedes revisar el artículo original en este enlace: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01598-4