Nuevas observaciones de un par de galaxias espirales colisionadas insinúan lo que podría estar reservado para la Vía Láctea y la Galaxia Andrómeda si chocan y cuándo chocan.
Los hallazgos, descritos en julio en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Societytambién puede ayudar a resolver un rompecabezas que afecta el modelo estándar de cosmología.
Los dos chocando galaxiasNGC 5713 y NGC 5179, se encuentran 88 millones año luz de la tierra. Actualmente están separados a unos 300,000 años de luz, aunque esa distancia se reduce constantemente mientras se cuentan entre sí.
A su alrededor hay una horda de galaxias satelitales. En el modelo estándar de cosmología, tales galaxias satelitales son los bloques de construcción sobrantes que fueron unidos por un halo masivo de materia oscura y reunió las grandes galaxias hace mucho tiempo. Según la teoría, cada enano debería estar orbitando su galaxia anfitriona a través del halo de la materia oscura en un camino aleatorio, y juntos, deben crear una nube de satélites alrededor de la galaxia principal, como un enjambre.
Sin embargo, las observaciones sugieren que muchas galaxias no hacen esto. Muchas de las galaxias enanas de la Vía Láctea, por ejemplo, las orbitan en la misma dirección a lo largo de un plano estrecho. Observaciones con el Telescopio espacial de Hubble han demostrado que las galaxias enanas de Andrómeda – La galaxia mayor más cercana a la Vía Láctea – También en su propio plano de co-rotación. Las galaxias enanas de otras galaxias, como Centaurus A, el producto de una fusión importante entre dos grandes galaxias, también en órbita en un avión.
Las nuevas observaciones de NGC 5713 y NGC 5719 han demostrado, por primera vez, una nube de satélites enanos que se convierten en un plano orbital más delgado.
“Creemos que los satélites probablemente habrían orbitado al azar en más de una nube que en un disco antes del enfoque de las galaxias masivas”, dijo Sarah Sweet, astrónoma de la Universidad de Queensland en Australia, a Space.com. “Actualmente no están tanto en un avión, pero ciertamente están co-rotación, y en una distribución más plana que isotrópica, más como una forma de tubo, alrededor del centro de masa de ambas galaxias”.
Se han confirmado catorce galaxias enanas en el sistema NGC 5713/5719 después de haber medido sus velocidades para demostrar que están en órbita alrededor de sus anfitriones. Otros 18 candidatos esperan confirmación, y probablemente hay muchos más que son demasiado débiles para haber sido detectados. Las observaciones indican que las 14 galaxias enanas confirmadas se dividen en dos subgrupos asociados con las dos galaxias más grandes, pero también parecen estar orbitándolas en la misma dirección y en el mismo plano.
Sweet lidera un programa de encuestas llamado Delegate, que involucra a investigadores de instituciones australianas que investigan cuán representativas son las galaxias en nuestro grupo local, particularmente el vía Láctea y Andrómeda son de galaxias en otras partes del universo.
Nuestra Galaxy y Andromeda se dirigen entre sí. Todavía hay 2.5 millones de años luz entre las dos galaxias, pero en 4 mil millones de años más o menos, las dos galaxias se acercarán muy. Un análisis reciente concluyó que aunque solo hay un 50% de probabilidad que Andromeda chocará con la Vía Láctea durante su primer pase en los próximos 10 mil millones de años, gravedad Eventualmente hará que vuelvan a caer entre sí y se fusionen.
Los astrónomos están tratando de averiguar si esa fusión se parecerá a otras fusiones que vemos en el universo o si la Vía Láctea y la Andrómeda son diferentes de otras galaxias. Debido a que NGC 5713 y NGC 5719 están más adelante en el proceso de su colisión, son un gran estudio de caso.
Los astrónomos, liderados por Helmut Jerjen de la Universidad Nacional de Australia, consideraron varias explicaciones de por qué las órbitas de las galaxias enanas alrededor de NGC 5713 y NGC 5719 se están transformando en un avión co-rotativo y aplanado. Su mejor explicación es que los dos sistemas satelitales, siguiendo después de sus galaxias anfitrionas, cayeron entre sí a lo largo de la tira de Boötes, un gran filamento de materia oscura en la red cósmica. Cuando las dos galaxias comenzaron a interactuar, la dinámica gravitacional de la tira de Boötes y las dos galaxias condujeron a la formación de un plano de satélites.
Las simulaciones cosmológicas basadas en el modelo estándar, que incorpora la materia oscura como un ingrediente crucial, lucha por formar galaxias con planos de satélites a su alrededor. Eso deja dos opciones: los modelos deben actualizarse o el modelo estándar de cosmología es incorrecto. Mientras que algunos investigadores argumentan en cambio una teoría alternativa de la gravedad, llamada dinámica newtoniana modificada, para reemplazar la materia oscura, otros creen que las simulaciones no son lo suficientemente precisas y requieren ajustes. La evidencia de NGC 5713/5719 sugiere que este podría ser el caso.
Sin embargo, la existencia de planos de satélites alrededor de la Vía Láctea y Andrómeda sigue siendo un rompecabezas, ya que las galaxias aún están demasiado lejos entre sí para un proceso similar al de NGC 5713/5719 todavía. Sin embargo, puede haber habido otras fusiones en el pasado; El telescopio espacial Hubble ha observado signos de que Andrómeda experimentó una colisión y fusión significativas con otra galaxia en los últimos mil millones de años. Sin embargo, la Vía Láctea es más un rompecabezas; Su última gran fusión fue entre 8 mil millones y 11 mil millones de años.
“Las importantes fusiones como esta son una posible vía para formar planos de satélites como vemos en la Vía Láctea y Andrómeda, pero sigue siendo una especie de misterio porque no vemos este tipo de estructura comúnmente en las mejores simulaciones cosmológicas”, dijo Sweet. “Otras explicaciones podrían ser que los enanos se forman in situ, o caen a lo largo de los filamentos, o una mezcla de estos”.
Las cuidadosas observaciones de Hubble están reconstruyendo gradualmente el movimiento de las galaxias enanas alrededor de Andromeda, y se estima que otros cinco años de estudio permitirán a los astrónomos rastrear las órbitas de esas galaxias enanas para ver cómo llegaron a estar en su avión actual. Y con observaciones continuas de otras galaxias, podemos aprender más sobre lo que hace que nuestro propio Galaxy funcione.