Gaia Satellite Milky Way.jpg

La Vía Láctea tiene tanta masa debido a colisiones y fusiones con otras galaxias. Este es un proceso complicado y vemos que sucede lo mismo con otras galaxias en todo el Universo.

Actualmente, vemos a la Vía Láctea mordisqueando sus dos galaxias satélites, la Gran y la Pequeña Nube de Magallanes. Es probable que su destino esté sellado y sean absorbidos por nuestra galaxia.

Los investigadores pensaban que la última gran fusión ocurrió en el pasado lejano de la Vía Láctea, hace entre 8 y 11 mil millones de años. Pero una nueva investigación amplifica la idea de que fue mucho más reciente: hace menos de 3 mil millones de años.

Esta es una imagen del Telescopio Espacial Hubble del cúmulo globular NGC 2808. Podría ser el antiguo núcleo de la Salchicha Gaia. (NASA, ESA, A. Sarajedini (Universidad de Florida) y G. Piotto (Universidad de Padua (Padova))

Esta nueva visión de nuestra historia galáctica proviene de la La misión Gaia de la ESA. Lanzado en 2013, Gaia está mapeando mil millones de objetos astronómicos, en su mayoría estrellas. Los mide repetidamente, estableciendo medidas precisas de sus posiciones y movimientos.

Un nuevo artículo publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society presenta los hallazgos. Se titula «Los restos de la ‘última gran fusión’ son dinámicamente jóvenes.» El autor principal es Thomas Donlon, investigador postdoctoral en Física y Astronomía de la Universidad de Alabama, Huntsville. Donlon ha estado estudiando las fusiones en la Vía Láctea durante varios años y ha publicó otro trabajo sobre el asunto.

Cada vez que otra galaxia choca y se fusiona con la Vía Láctea, deja arrugas. Obviamente, «arrugas» no es un término científico. Es un término general para varios tipos de morfologías, incluidos los pliegues del espacio de fase, las cáusticas, los galones y las conchas.

Estas arrugas se mueven a través de diferentes grupos de estrellas dentro de la Vía Láctea, afectando la forma en que las estrellas se mueven por el espacio. Midiendo las posiciones y velocidades de estas estrellas con gran precisión, Gaia puede detectar las arrugas, la huella de la última gran fusión.

«Nos volvemos más arrugados a medida que envejecemos, pero nuestro trabajo revela que ocurre lo contrario en el caso de la Vía Láctea. Es una especie de Benjamin Button cósmico, que se vuelve menos arrugado con el tiempo», dijo el autor principal Donlon en un comunicado de prensa.

«Al observar cómo estas arrugas se disipan con el tiempo, podemos rastrear cuándo la Vía Láctea experimentó su último gran colapso, y resulta que esto ocurrió miles de millones de años más tarde de lo que pensábamos».

El esfuerzo por comprender la última gran fusión de la Vía Láctea (MW) implica diferentes pruebas. Una de las pruebas, junto con las arrugas, es una región rica en Fe/H donde las estrellas siguen una órbita muy excéntrica.

La relación Fe/H de una estrella es una huella química, y cuando los astrónomos encuentran un grupo de estrellas con la misma huella y las mismas órbitas, es evidencia de un origen común. Este grupo de estrellas a veces se llama «el Splash». Las estrellas del Splash pueden haberse originado a partir de un progenitor rico en Fe/H. Tienen órbitas extrañas que se destacan de su entorno. Los astrónomos creen que se calentaron y sus órbitas se alteraron como consecuencia de la fusión.

Hay dos explicaciones contrapuestas para toda la evidencia de fusiones.

Se dice que una galaxia enana progenitora llamada Salchicha Gaia/Encelado (GSE) chocó con el protodisco MW hace entre 8 y 11 mil millones de años. La otra explicación es que un evento llamado Fusión Radial de Virgo (VRM) es responsable de las estrellas del halo interior. Esa colisión ocurrió mucho más recientemente, hace menos de 3 mil millones de años.

«Estos dos escenarios hacen predicciones diferentes sobre la estructura observable en el espacio de fase local porque la morfología de los escombros depende de cuánto tiempo han tenido para mezclarse en fases», explican los autores en su artículo.

Las arrugas en el MW se identificaron por primera vez en los datos de Gaia en 2018 y se presentaron en este papel.

«Hemos observado formas con diferentes morfologías, como una espiral similar a la concha de un caracol. La existencia de estas subestructuras se ha observado por primera vez gracias a la precisión sin precedentes de los datos aportados por el satélite Gaia, de la Agencia Espacial Europea ( ESA)», afirmó Teresa Antoja, primera autora del estudio, en 2018.

Pero Gaia ha publicado más datos desde 2018 y respalda el escenario de fusión más reciente, la fusión radial de Virgo. Esos datos muestran que las arrugas son mucho más frecuentes de lo que sugieren los datos anteriores y los estudios basados ​​en ellos.

«Para que las arrugas de las estrellas sean tan claras como aparecen en los datos de Gaia, deben haberse unido a nosotros hace menos de 3 mil millones de años, al menos 5 mil millones de años más tarde de lo que se pensaba anteriormente», dijo la coautora Heidi Jo Newberg, de el Instituto Politécnico Rensselaer.

Si las arrugas fueran mucho más antiguas y se ajustaran al escenario de fusión de GSE, serían más difíciles de discernir.

«Cada vez que las estrellas oscilan hacia adelante y hacia atrás a través del centro de la Vía Láctea se forman nuevas arrugas de estrellas. Si se hubieran unido a nosotros hace 8 mil millones de años, habría tantas arrugas una al lado de la otra que ya no veríamos como características separadas», dijo Newberg.

Esto no significa que no haya pruebas de la fusión más antigua de GSE. Algunas de las estrellas que insinúan la antigua fusión pueden ser de la fusión más reciente de VRM, y algunas pueden todavía estar asociadas con la fusión de GSE.

Es un desafío descubrirlo y las simulaciones desempeñan un papel importante. Los investigadores en trabajos anteriores y en este trabajo realizaron múltiples simulaciones para ver cómo coincidían con la evidencia.

«Nuestro objetivo es determinar el tiempo que ha transcurrido desde que el progenitor de los pliegues del espacio de fase local chocó con el disco MW», escriben los autores en su artículo.

«Podemos ver cómo las formas y el número de arrugas cambian con el tiempo utilizando estas fusiones simuladas. Esto nos permite determinar el momento exacto en el que la simulación coincide mejor con lo que vemos hoy en los datos reales de Gaia de la Vía Láctea, un método que utilizamos en este nuevo estudio también», dijo Thomas.

«Al hacer esto, descubrimos que las arrugas probablemente fueron causadas por una galaxia enana que chocó con la Vía Láctea hace unos 2.700 millones de años. Llamamos a este evento Fusión Radial de Virgo». Esos resultados y el nombre provienen de un estudio anterior de 2019.

A medida que Gaia proporciona más datos con cada lanzamiento, los astrónomos pueden observar mejor la evidencia de fusiones. Cada vez está más claro que el MW tiene una historia compleja.

El VRM probablemente involucró a más de una entidad. Podría haber traído todo un grupo de galaxias enanas y cúmulos de estrellas al MW aproximadamente al mismo tiempo. A medida que los astrónomos investigan con mayor detalle la historia de la fusión del MW, esperan determinar cuáles de estos objetos son del VRM más reciente y cuáles del antiguo GSE.

«La historia de la Vía Láctea se reescribe constantemente en este momento, en gran parte gracias a los nuevos datos de Gaia», añade Thomas. «Nuestra imagen del pasado de la Vía Láctea ha cambiado drásticamente incluso desde hace una década, y creo que nuestra comprensión de estas fusiones seguirá cambiando rápidamente».

«Este hallazgo mejora lo que sabemos sobre los muchos eventos complicados que dieron forma a la Vía Láctea, ayudándonos a comprender mejor cómo se forman y forman las galaxias, en particular nuestra galaxia natal», dijo Timo Prusti, científico del proyecto Gaia en la ESA.

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.