¿Se estrelló una galaxia enana en la Vía Láctea?

Un estudio reciente sugiere que la galaxia enana Antlia 2 tuvo un enfrentamiento hace mucho tiempo con nuestra galaxia, ondulando y deformando su disco. Pero no todos están de acuerdo con ese escenario.

Un cuadro de Chakrabarti y la simulación de un colega muestra la galaxia enana oscura Antlia 2 colisionando con la Vía Láctea hace cientos de millones de años.
S. Chakrabarti

El otoño pasado, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de una galaxia enana gigante pero increíblemente débil a 420, 000 años luz de la Tierra, al otro lado de la Vía Láctea. Esa galaxia, llamada Antlia 2, podría ser la que Sukanya Chakrabarti (Instituto de Tecnología de Rochester) ha estado buscando, anunció en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana en St. Louis, Missouri.

En múltiples estudios publicados entre 2009 y 2014, Chakrabarti desarrolló una predicción: que una galaxia enana se había estrellado a través de la Vía Láctea hace varios cientos de millones de años, provocando ondas que decoran el disco exterior de nuestra galaxia. La teórica se convirtió en observadora y se dispuso a buscar signos del enano, pero aunque encontró algunos indicios prometedores de su existencia, no había una pistola humeante.

`` Entonces, el año pasado, escuché de mis colegas y amigos sobre el descubrimiento de la galaxia enana Antlia 2 '', recuerda Chakrabarti. `` No había mirado el astro-ph [la preimpresión de astronomía arXiv] ese día en realidad. ¡Pero cuatro o cinco personas me escribieron, después de haber visto el documento de descubrimiento, y me preguntaron si no era la galaxia enana que había predicho hace 10 años!

Ondas Galácticas

Los astrónomos siempre han tratado de explicar las ondas en el disco de la Vía Láctea, que se muestran aquí en la concepción de un artista.
Dana Berry

En 2006, los astrónomos que cartografiaron el gas de hidrógeno en el disco de la Vía Láctea encontraron algo desconcertante: el disco exterior está deformado y ondulado en sus bordes, como si algún escultor galáctico no estuviera prestando atención a la rueda de alfarería.

Chakrabarti aprendió sobre esta rareza a escala galáctica como un postdoc. Comenzó a simular los efectos de las galaxias enanas que barren los discos galácticos externos, llegando a la conclusión de que tal interacción gravitacional era la mejor manera de recrear la forma única de la Vía Láctea. Pero las mediciones a largo plazo del Telescopio Espacial Hubble de las estrellas en galaxias enanas conocidas, incluidas las Nubes de Magallanes Pequeñas y Grandes y el Enano Sagitario destrozado, mostraron que no harían el truco. La galaxia enana tenía que ser nueva, aún no descubierta.

En ese momento, pensé que trataría de buscarlo yo mismo Chakrabarti dice: aunque hasta ese momento había sido principalmente un teórico. Con colaboradores, encontró un par de estrellas variables candidatas Cefeidas que parecían estar a 300, 000 años luz de distancia, presumiblemente parte de (o recientemente parte de) una galaxia enana que se está desgarrando en el campo gravitacional de la Vía Láctea. Sin embargo, la naturaleza y la distancia de estas estrellas seguían sin estar claras, y Chakrabarti, mientras tanto, pasó a otros estudios.

Entonces Gabriel Torrealba (Academia Sínica, Taiwán) y sus colegas descubrieron Antlia 2. A medida que avanzan las galaxias enanas, es un pato extraño. Sus estrellas se extienden sorprendentemente delgadas, de modo que a pesar de que es aproximadamente del tamaño de la Gran Nube de Magallanes, el brillo de su superficie es más débil en dos magnitudes. Es difícil entender cómo se mantiene unida esa galaxia, pero tal vez no lo hace.El grupo de Torrealba sugirió que la gravedad de la Vía Láctea podría estar destrozándola.

Tan pronto como la galaxia llamó la atención de Chakrabarti, ella comenzó a hacer cálculos. No fue fácil. La masa de la Vía Láctea no se conoce bien (en un factor de dos, aproximadamente) y tampoco lo es Antlia 2. Tampoco está claro qué tan cerca habría estado Antlia 2 del centro de nuestra galaxia. Entonces Chakrabarti y sus colegas exploran una variedad de opciones en su estudio.

Tanto el enfoque de masa como el más cercano son factores críticos para determinar si una galaxia enana podría haber tenido la fuerza gravitacional para extraer ondas del disco de la galaxia. La masa de la galaxia enana Sagitario, escriben Chakrabarti y sus colegas, es insuficiente, y las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas están demasiado lejos. Otras galaxias enanas que se han descubierto son aún menos masivas y / o están más lejos.

Creo que en ese momento, cuando estábamos seguros de que la galaxia enana de Sagitario definitivamente no podía producir las perturbaciones en el disco HI externo y vimos que Antlia 2 podía hacerlo, eso era cuando realmente estábamos claro, dice Chakrabarti.

Esta simulación muestra cómo la Vía Láctea y Antlia 2 han interactuado desde hace 3 mil millones de años hasta la actualidad. Los paneles de la izquierda muestran la distribución de gas y los paneles de la derecha muestran las estrellas. Los paneles superiores muestran las galaxias de frente, mientras que los paneles inferiores muestran las galaxias de borde.
S. Chakrabarti y col.

No es una pistola humeante

Pero no todos están de acuerdo con esta conclusión. Vasily Belokurov (Universidad de Cambridge, Reino Unido) cita una serie de supuestos menos que probables necesarios para el escenario Antlia 2. "Sus simulaciones son bastante simples y se producen para una sola realización de Antlia 2", explica Belokurov. "Ya existen limitaciones en la masa de Antlia 2 y en este momento la masa parece más baja de lo que necesitan".

Además, agrega, las simulaciones en las que Antlia 2 puede crear ondas se centran en el escenario menos probable de que Antlia 2 se estrelle relativamente cerca de nuestro centro galáctico, llegando en aproximadamente 30, 000 años luz. Las simulaciones también requieren una Vía Láctea en el extremo más masivo del espectro.

"Bien puede ser que Antlia 2 sea muy masiva, la Vía Láctea es muy masiva, todos los demás satélites están descartados y Chakrabarti tiene razón", dice Belokurov. "Pero no estoy del todo convencido".

Chakrabarti reconoce las dificultades de lidiar con las incertidumbres en los datos proporcionados por Gaia hasta el momento. Esas dificultades se extienden a la pregunta de si las estrellas variables candidatas Cefeidas que ella había descubierto en realidad pertenecen a Antlia 2. "Es muy posible que las candidatas Cefeidas pertenezcan a los restos de las mareas Antlia 2", dice Chakrabarti, "pero sin mejores datos, nosotros No puedo estar seguro.

Afortunadamente, se publicarán mejores datos. Los próximos dos lanzamientos de datos de la misión Gaia, esperados en 2020 y 2021, mejorarán la precisión de los lanzamientos anteriores. Y dado que Chakrabarti y sus colegas han predicho que Antlia 2 pasó cerca del centro galáctico, las mediciones mejoradas de las órbitas de sus estrellas proporcionarán la mejor prueba de si esta diminuta galaxia realmente reestructuró el disco externo de nuestra galaxia.