??Por qu?? se dedicaron 9 cient??ficos, 2 supercomputadoras y monta??as de ecuaciones a crear esta imagen?

– “Me recuerda a Van Gogh”.

– “S??, eso nos han dicho”, contesta Robert Grand, del grupo de Astrof??sica Te??rica en el Instituto para Estudios Te??ricos de Heidelberg (HITS).

Sin embargo, esta imagen es fruto de un tipo de genialidad distinta a la del pintor postimpresionista neerland??s.

Es una haza??a ??pica de f??sica computacional que requiri?? miles de procesadores, terabytes de data, meses de tiempo de computadoras y la sabidur??a de nueve cient??ficos.

El resultado: 30 de las m??s detalladas simulaciones que hayan sido creadas de la formaci??n de galaxias como nuestra V??a L??ctea.

“La de Van Gogh”, se??ala Grand, “es impresionante porque los campos magn??ticos son hist??ricamente dif??ciles de simular en las galaxias, y esta imagen demuestra un ??xito impresionante de nuestras simulaciones”.

De las galaxias espirales como la nuestra sabemos que tienen un agujero negro masivo en el centro, rodeado por el bulbo gal??ctico (un grupo de estrellas viejas) y brazos que giran hacia el exterior donde se encuentran las estrellas relativamente j??venes como el Sol.

Sin embargo, la comprensi??n de c??mo esos sistemas llegaron a existir sigue siendo una cuesti??n clave en la historia del cosmos.

Es por eso que en 2014, los cient??ficos Volker Springel, Carlos Frenk y Simon White se plantearon el reto de crear una galaxia utilizando todos los conocimientos que hemos acumulado sobre ellas.

Y reto es la palabra indicada: se estima que las galaxias espirales contienen varios cientos de millones de estrellas as?? como abundantes cantidades de gas y polvo.

“Queremos entender c??mo se forman las galaxias, y la mejor manera es hacer estas simulaciones. Empezamos al puro principio del Universo -el Big Bang- y luego nos enfocamos en el desarrollo de la V??a L??ctea”, le cuenta Grand, el l??der del proyecto, a BBC Mundo.

“Incluimos todas las f??rmulas posibles para incorporar todos los efectos posibles -es uno de los modelos m??s completos en t??rminos de F??sica-, para ver si efectivamente la pod??amos crear”.

Las im??genes resultantes son muy especiales, subraya el cient??fico, porque “no se hab??an hecho tantas con una resoluci??n tan alta”.

Y cuando habla de resoluci??n, no se refiere precisamente a pixeles.

“No podemos modelar todas y cada una de las estrellas, por la limitaci??n computacional, as?? que las agrupamos y representamos unos pocos miles como una part??cula, de manera que tendr??amos unos 10 millones de estas part??culas y luego calculamos la fuerza gravitacional entre cada una de ellas”.

“Cuando hablamos de resoluci??n estamos hablando de cu??ntas estrellas representa cada part??cula, as?? que a m??s alta es la resoluci??n, menos estrellas”, explica.

La idea es acercarse lo m??s posible al 1:1.

– “La V??a L??ctea mide unos 230 kilop??rsecs, si hablamos del halo de materia oscura que habita…”.

– “??Kilo qu???“

– “Como las distancias son tan grandes, usamos kilop??rsecs. Un kilop??rsec es 3.262 a??os luz“

La enormidad de las escalas y la complejidad de la f??sica implicada presentaban un desaf??o formidable para cualquier modelo de computador.

As?? que tuvieron que utilizar dos supercomputadoras en Alemania y el c??digo “AREPO”, desarrollado por Springel, investigador de HITS, que le permite a los cient??ficos simular una amplia gama de formas y tama??os de galaxias con una precisi??n ??nica e incluye uno de los modelos m??s completos de la f??sica.

El c??digo tiene en cuenta fen??menos como la gravedad, la formaci??n de estrellas, hidrodin??mica del gas, explosiones de supernovas y, por primera vez, los campos magn??ticos que impregnan el medio interestelar, m??s precisamente, el gas y el polvo que hay entre las estrellas.

El equipo dej?? que las simulaciones de 30 V??as L??cteas se desarrollaran durante meses, todas en alta resoluci??n, y seis de ellas en una resoluci??n a??n m??s alta, para lograr m??s detalles.

Entonces, los nueve expertos pasaron dos a??os alimentando a las supercomputadoras con enormes cantidades de informaci??n sobre las galaxias, lo que las componen, los fen??menos y reglas, crearon un Big Bang y observaron c??mo se desarrollaba una V??a L??ctea.

Al final, adem??s de la satisfacci??n de terminar efectivamente con una galaxia espiral con forma de disco, este trabajo, cuyo nombre es Proyecto Auriga, les dej?? una gran cantidad de datos esperados e inesperados para estudiar.

Y no s??lo a ellos.

“Los astr??nomos ahora podr??n usar nuestro trabajo para acceder a una gran cantidad de informaci??n”, se??ala Grand.

Por el momento, los cient??ficos del Proyecto Auriga -Robert J. J. Grand, Facundo A. Gomez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David J. R. Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins y Simon D. M. White-combinar??n los resultados con datos de estudios de observatorios como la misi??n Gaia, para comprender mejor c??mo las fusiones y colisiones formaron galaxias como la nuestra.