¿Cómo los árboles permiten entender la evolución de una galaxia?

Más allá de la definición botánica de un árbol como una planta con raíces y ramas, Charles Darwin propuso verlo como una herramienta matemática para trazar conexiones evolutivas entre los seres vivos en la Tierra. Este concepto, conocido como árbol filogenético, ha encontrado aplicación en diversas disciplinas, incluida la astronomía.

El equipo del Núcleo Milenio ERIS, ha estado desarrollando simulaciones informáticas y numéricas basadas en árboles filogenéticos, considerando las trazas químicas de las estrellas como el «ADN Galáctico». Los resultados de estos estudios, publicados en el paper «Sobre la historia de la evolución simulada de una galaxia de disco vista a través de árboles filogenéticos«, fueron recientemente aceptados por la Astrophysical Journal, revista científica que cubre desarrollos, descubrimientos y teorías recientes sobre astronomía y astrofísica. Entre los autores de la publicación se encuentran Danielle de Brito y Paula Jofre de la Universidad Diego Portales, junto con la investigadora en astronomía Patricia Tissera de la Pontificia Universidad Católica.

Danielle de Brito, autora de la publicación comenta que: “El paper consiste en investigar la evolución química de una galaxia simulada con árboles filogenéticos. La idea es construir estos árboles y ver cómo las propiedades de esos árboles se relacionan con propiedades de la evolución de la galaxia simulada. Podemos ver que las diferentes propiedades de esos árboles están directamente relacionados con cómo las estrellas se han formado en la galaxia”.

Distribución espacial de las poblaciones estelares

Arboles filogeneticos

Rastrear las estrellas

El trabajo interdisciplinario fue parte fundamental de la investigación. “Muchas personas colaboraron en este proceso, fuimos 15 autores que realizamos un trabajo en conjunto. Paula Jofre, que es mi supervisora, Patricia Tissera y Keaghan Yaxley fueron quienes principalmente me ayudaron en la construcción del paper, pero fueron muchos más quienes participaron del proceso y ayudaron con discusiones e ideas para el desarrollo de la investigación”.

Patricia Tissera, coautora del paper y codirectora del Núcleo Milenio ERIS, destaca que, en el contexto astronómico, las trazas químicas desempeñan un papel análogo al ADN genético terrestre. Explica que: “Cuando nace una estrella, toma el gas que encuentra en el medio interestelar y lo procesa químicamente en su interior. Luego, en sus últimas etapas de evolución, en la explosión, inyecta de vuelta estos elementos químicos al espacio, del que luego se nutren las nuevas estrellas en formación. Siguiendo la lógica del ADN, estos nuevos objetos heredan los restos de las generaciones anteriores, evolucionando y conservando trazas químicas de sus antepasados”

Para validar esta teoría, el grupo de investigadores ha llevado a cabo ejercicios en universos virtuales que replican el real, utilizando la lógica de los árboles filogenéticos para poner a prueba la existencia del ADN Galáctico. “Las simulaciones numéricas nos permiten seguir la evolución de la materia y energía en el universo, desde las primeras galaxias hasta las que hoy observamos, podemos construir universos virtuales y de este modo, analizar la historia de formación de nuestras galaxias”, concluye Tissera.

La utilización de árboles filogenéticos como herramienta para desentrañar el «ADN Galáctico» revela un enfoque innovador y prometedor en materia investigativa. Estas simulaciones, rastreando las huellas químicas de las estrellas, no solo despiertan la curiosidad científica, sino que también ofrecen una perspectiva única para explorar los misteriosos caminos evolutivos del espacio. Así, esta intersección de disciplinas nos invita a contemplar el cosmos desde una perspectiva renovada, donde la complejidad de las galaxias se revela a través de la síntesis audaz de ciencias aparentemente dispares, pero que se complementan unas de otras.

Fuente: Núcleo Milenio ERIS