FADO es una nueva herramienta de análisis desarrollada por el Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA)y los astrónomos Jean Michel Gomes y Polychronis Papaderos, que utiliza la luz emitida por las dos estrellas y el gas ionizado en una galaxia para reconstruir su historia de formación por medio de algoritmos genéticos. Esta herramienta fue presentada en un artículo reciente, aceptado para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics.
Imagen de la galaxia del triángulo (M33) tomada por el Telescopio VLT (VST), en el Observatorio Paranal de ESO. Incluso en esta galaxia espiral normal, la emisión nebulosa (mostrada en rojo) proporciona localmente una fracción importante de la luminosidad óptica, especialmente en regiones HII y brazos espirales. Crédito: ESO
"FADO" deriva del latín "Fatum", que significa destino o destino, y es un tributo al tipo de música cultural inmaterial del patrimonio de Portugal del mismo nombre. Cada galaxia tiene un fado — una narrativa de su biografía desde el nacimiento de sus primeras estrellas. Este destino está escrito en su espectro electromagnético, que contiene los registros fósiles de múltiples poblaciones estelares que se formaron a lo largo de varios miles de millones de años, así como el gas que esas estrellas ionizan con su radiación.
Descifrar la historia de la formación estelar de una galaxia de su espectro es una de las tareas más difíciles en la astronomía. Una característica innovadora y distintiva de FADO es el uso de algoritmos genéticos, que simula la evolución de la galaxia como la evolución de un organismo vivo. Funciona por "criar" múltiples hilos genéticos para una galaxia, cada uno definido por un conjunto de parámetros (similares al código genético en el ADN), que evolucionan a través del intercambio de "cromosomas", mutaciones y efectos de selección, hasta que una población que coincida con las estrellas observadas y la emisión de gas de la galaxia se alcanza.
Jean Michel Gomes (IA & University of Porto) dice: "FADO es el primer código de modelado espectral que emplea la optimización de la evolución diferencial genética en combinación con algoritmos de inteligencia artificial." Esto da como resultado mejoras clave en la eficiencia computacional y la precisión a la que se puede reconstruir la historia de la formación estelar de las galaxias.
Los modelos de computadora anteriores desarrollados para este propósito sufren de incertidumbres severas, en parte porque toman en cuenta solamente la luz de estrellas. Sin embargo, la contribución del gas ionizado puede sumar hasta el 50 por ciento de todas las luces emitidas en una galaxia.
El investigador Polychronis Papaderos dice: "FADO es el primer código de su tipo que simultáneamente modela las emisiones de gas estelares en galaxias ionizadas." También integra las prescripciones físicas que aseguran que la historia de la formación de la estrella compensada para una galaxia reproduzca constantemente su emisión ionizada observada del gas. Este concepto único de autocoherencia, en conjunción con la innovadora base matemática de FADO, nos permitirá obtener nuevas penetraciones nítidas en la historia de la formación de la galaxia.
El único concepto físico y matemático de FADO rinde gran ganancia en eficiencia computacional, haciendo de la exploración de la historia de la formación estelar de millones de galaxias una tarea asequible.
FADO será una herramienta de análisis esencial para utilizar con instrumentos de nueva generación como MOONS, que se instalará en el VLT (ESO). "MOONS se está construyendo bajo la coordinación de IA, e incluye una importante contribución científica y técnica del equipo portugués." FADO mejorará tremendamente nuestra capacidad de explotar las observaciones más modernas que hará MOONS a partir del 2019 en adelante, dice el Coordinador de IA, José Afonso.