Rastros en la Vía Láctea de una gran colisión con una galaxia enana

Redacción | 20/10/2020

Las "estructuras de caparazón" son las primeras de su tipo que se encuentran en la galaxia.

Hace casi 3.000 millones de años, una galaxia enana se hundió en el centro de la Vía Láctea y fue destrozada por las fuerzas gravitacionales de la colisión.

Astrofísicos han anunciado que la fusión produjo una serie de formaciones de estrellas en las cercanías de la constelación de Virgo, las primeras "estructuras de caparazón" que se encuentran en la galaxia.

Este hallazgo, que publican en el 'The Astrophysical Journal', ofrece más evidencia del evento antiguo y nuevas posibles explicaciones para otros fenómenos en la galaxia.

Los astrónomos identificaron una densidad inusualmente alta de estrellas llamada Virgo Overdensity hace aproximadamente dos décadas. Los estudios de estrellas revelaron que algunas de estas estrellas se mueven hacia nosotros mientras que otras se alejan, lo que también es inusual, ya que un grupo de estrellas normalmente viajaría en concierto.

Según los nuevos datos, los astrofísicos del Instituto Politécnico Rensselaer, en Estados Unidos, propusieron en 2019 que la sobredensidad era el resultado de una fusión radial, la versión estelar de un accidente de T-bone.

Heidi Jo Newberg, profesora de física, física aplicada y astronomía en el Instituto Politécnico Rensselaer y autora principal señala que "este grupo de estrellas tenía un montón de velocidades diferentes, lo cual era muy extraño. Pero ahora que vemos su movimiento como un todo, entendemos por qué las velocidades son diferentes y por qué se mueven de la forma en que lo hacen".

Las estructuras de caparazón recientemente anunciadas son planos de estrellas curvados, como paraguas, que quedaron atrás cuando la galaxia enana se desgarró, literalmente rebotando hacia arriba y hacia abajo a través del centro de la galaxia cuando se incorporó a la Vía Láctea, un evento que los investigadores han denominado la 'Fusión Radial de Virgo'.

Cada vez que las estrellas de la galaxia enana pasan rápidamente a través del centro de la galaxia, disminuyen la velocidad a medida que son atraídas por la gravedad de la Vía Láctea hasta que se detienen en su punto más lejano, y luego giran para chocar contra el centro nuevamente, se crea otra estructura de capa. Las simulaciones que coinciden con los datos de la encuesta se pueden usar para calcular cuántos ciclos ha soportado la galaxia enana y, por lo tanto, cuándo ocurrió la colisión original.

El nuevo documento identifica dos estructuras de caparazón en Virgo Overdensity y dos en la región de la nube Hercules Aquila, según datos del Sloan Digital Sky Survey, el telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea y el telescopio LAMOST en China. El modelado informático de las capas y el movimiento de las estrellas indica que la galaxia enana pasó por primera vez por el centro galáctico de la Vía Láctea hace 2.700 millones de años.

Newberg es un experto en el halo de la Vía Láctea, una nube esférica de estrellas que rodea los brazos espirales del disco central. La mayoría, si no todas, de esas estrellas parecen ser "inmigrantes", estrellas que se formaron en galaxias más pequeñas que luego fueron arrastradas hacia la Vía Láctea.

A medida que las galaxias más pequeñas se fusionan con la Vía Láctea, sus estrellas son arrastradas por las llamadas "fuerzas de marea", el mismo tipo de fuerzas diferenciales que provocan las mareas en la Tierra, y finalmente forman un largo cordón de estrellas que se mueven al unísono dentro del halo. Tales fusiones de mareas son bastante comunes y han formado gran parte de la investigación de Newberg durante las últimas dos décadas.

Las "fusiones radiales" más violentas se consideran mucho menos comunes. Thomas Donlon II, un estudiante graduado de Rensselaer y primer autor del artículo, señala que inicialmente no estaban buscando evidencia de tal evento.

"Hay otras galaxias, típicamente galaxias más esféricas, que tienen una estructura de capa muy pronunciada, así que sabes que estas cosas suceden, pero hemos mirado en la Vía Láctea y no hemos visto capas gigantescas realmente obvias", apunta Donlon, quien fue el autor principal del artículo de 2019 que propuso por primera vez la Fusión Radial de Virgo.

Mientras modelaban el movimiento de la sobredensidad de Virgo, comenzaron a considerar una fusión radial. "Y luego nos dimos cuenta de que es el mismo tipo de fusión que causa estas grandes 'conchas' --explica--. Se ve diferente porque, por un lado, estamos dentro de la Vía Láctea, por lo que tenemos una perspectiva diferente, y también esta es una galaxia de disco y no tenemos tantos ejemplos de estructuras de caparazón en galaxias de disco".

El hallazgo plantea implicaciones potenciales para una serie de otros fenómenos estelares, incluida la Salchicha de Gaia, una formación de estrellas que se cree que resultó de la fusión de una galaxia enana hace entre 8 y 11 mil millones de años. El trabajo anterior apoyó la idea de que la Fusión Radial de Virgo y la Salchicha Gaia resultaron del mismo evento; la estimación de edad mucho más baja para la Fusión Radial de Virgo significa que los dos son eventos diferentes o la Salchicha de Gaia es mucho más joven y no pudo haber causado la creación del disco grueso de la Vía Láctea, como se afirmó anteriormente.

"Hay muchos vínculos potenciales con este hallazgo --asegura Newberg--. La Fusión Radial de Virgo abre la puerta a una mayor comprensión de otros fenómenos que vemos y no entendemos por completo, y que muy bien podrían haber sido afectados por algo que cayó justo en el medio de la galaxia hace menos de 3.000 millones de años".

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