Cuando nuestra Vía Láctea se fusionó con una antigua galaxia enana

En 2018, los astrónomos propusieron que, en su historia temprana, nuestra galaxia, la Vía Láctea, colisionó y devoró una galaxia enana, que se cree que fue un poco más masiva que la Pequeña Nube de Magallanes. Ellos llaman a esta hipotética galaxia enana Gaia-Encelado. Una prueba tentadora de esta colisión es un grupo de estrellas azules presentes en el halo de la Vía Láctea, que es una región casi esférica de estrellas muy dispersas, cúmulos globulares de estrellas y gas tenue que rodea nuestra Vía Láctea. Si bien los científicos creían que la colisión y su posterior fusión condujeron a la formación del grueso disco de nuestra galaxia, las edades precisas de estas estrellas no estaban claras, hasta ahora.

Los científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España utilizaron datos de la nave espacial Gaia y fijaron que las estrellas más antiguas de nuestra galaxia, los restos de la fusión, tenían entre 10 y 13 mil millones de años. Esto proporciona evidencia de que la colisión Vía Láctea-Gaia-Encelado ocurrió hace 10 mil millones de años. Una declaración de estos científicos explica:

Hace trece mil millones de años, las estrellas comenzaron a formarse en dos sistemas estelares diferentes que luego se fusionaron: uno era una galaxia enana que llamamos Gaia-Encelado, y el otro era el principal progenitor de nuestra galaxia, unas cuatro veces más masivas y con una mayor proporción de metales. Hace unos diez mil millones de años, hubo una violenta colisión entre el sistema más masivo y Gaia-Encelado. Como resultado, algunas de sus estrellas, y las de Gaia-Encelado, se pusieron en movimiento caótico y finalmente formaron el halo de la Vía Láctea actual. Después de eso, hubo violentas explosiones de formación estelar hasta hace 6, 000 millones de años, cuando el gas se instaló en el disco de la galaxia y produjo lo que conocemos como el disco delgado.

Publicado en Nature Astronomy el 22 de julio de 2019, este estudio marca la primera vez que se han fijado edades precisas en las estrellas de nuestra galaxia, que de otro modo no se pueden determinar utilizando un método único. También es la primera vez que se confirma el momento exacto de la fusión y su importancia en la evolución de nuestra galaxia.

La autora principal del estudio es Carme Gallart, del Instituto de Astrofísica de Canarias, que investiga la formación de galaxias y la evolución de las poblaciones estelares. Ella le dijo a EarthSky:

La Vía Láctea ha experimentado muchas fusiones, que han contribuido principalmente a formar su halo. Pero la mayoría de ellos eran pequeñas galaxias enanas. La fusión con Gaia-Enceladus es la más temprana y masiva que conocemos.

La Vía Láctea ya estaba formando estrellas en el momento de esta fusión, que trajo consigo un suministro constante de gas, aumentando el ritmo de formación. Por lo tanto, se cree que la fusión Gaia-Enceladus resultó en violentas explosiones de formación estelar durante cuatro mil millones de años. La fusión también ayudó a mantener una estructura gruesa en forma de disco de la galaxia donde nace la mayor parte de las estrellas. Hace unos 6 mil millones de años, el gas disminuyó en un disco delgado que se ve hoy.

Hoy, todo lo que queda de Gaia-Encelado es un grupo de estrellas azules en el halo de la Vía Láctea. Gallart dijo en un comunicado:

Es un proceso muy gradual, no es algo así como un accidente automovilístico, es algo que tiene un efecto en toda la galaxia. Es muy masivo, por lo que sucede lentamente en términos humanos, no tan lentamente en el tiempo cósmico.

Estas medidas precisas fueron posibles con los datos proporcionados por la nave espacial Gaia, cuyo segundo lanzamiento de datos fue en abril de 2018. Los astrónomos han estado minando los datos de Gaia para obtener todo tipo de nuevas ideas sobre nuestra galaxia, la Vía Láctea. Gaia calcula distancias precisas de estrellas de la Vía Láctea a 6.500 años luz de la Tierra, lo que equivale a más de mil millones de observaciones. Usando estas distancias, Gallart y su equipo determinaron las luminosidades y los colores de las estrellas. Esto, junto con simulaciones de última generación, permitió al equipo determinar las edades de las estrellas.

De interés fueron las dos subpoblaciones distintas dentro del halo de la Vía Láctea: estrellas rojas de nuestra galaxia y restos azules de Gaia-Encelado. El estudio de Gallart proporciona evidencia de que estas dos poblaciones tienen edades idénticas, y cada una tiene al menos 10 mil millones de años. Las estrellas rojas fueron calentadas a temperaturas extremas y expulsadas de la Vía Láctea durante la fusión y ahora residen junto a las estrellas azules de Gaia-Enceladus.

Concepto artístico de los escombros de la galaxia Gaia-Encelado. Imagen vía Gaia.

En pocas palabras: las distancias precisas desde las observaciones de la nave espacial Gaia han ayudado a determinar las edades idénticas de las poblaciones de estrellas rojas y azules en el halo de la Vía Láctea. Este resultado sugiere que nuestra galaxia, la Vía Láctea, se fusionó con la galaxia enana Gaia-Encelado hace 10 mil millones de años.

Fuente: Descubriendo el nacimiento de la Vía Láctea a través de edades estelares precisas con Gaia

Fuente: La fusión que condujo a la formación del halo estelar interno y el disco grueso de la Vía Láctea.

Fuente: Disfrazado o fuera de alcance: primeras pistas sobre estrellas in situ y acumuladas en el halo estelar de la Vía Láctea desde Gaia DR2

Vía IAC