La Vía Láctea comió otra galaxia, y esta estrella puede decirnos cuándo sucedió


Astrónomos descubrieron recientemente que hace mucho tiempo, una colisión con una galaxia satélite hizo algo interesante para la Vía Láctea, inflando su disco y sembrando su halo con estrellas. Ahora, hemos establecido un marco de tiempo más preciso para ese evento, todo gracias a una sola estrella.

Esa estrella es visible en el cielo nocturno. Se llama Nu Indi (HD 211998), ubicado a solo 94 años luz de distancia en la constelación sur de Indo. Mediante una combinación de datos precisos de mapeo galáctico, espectroscopía, cinemática estelar y asteroseismología, las observaciones de esta estrella singular ahora han revelado el pasado violento de nuestra galaxia.

La galaxia satélite, Gaia-Enceladus (también conocida como la salchicha Gaia), fue la galaxia satélite más grande jamás devorada por la Vía Láctea, por lo que podemos decir. Fue descubierto en los datos del curso Encuesta galáctica de Gaia

, el mapa 3D más preciso de las estrellas de la Vía Láctea.

Esos datos incluían el movimiento adecuado de las estrellas a medida que giraban, revelando, en un estudio cuidadoso, una población de estrellas que se movían juntas impulsadas por la colisión. Un análisis posterior sugirió que la colisión tuvo lugar entre 8 y 11 mil millones de años (el Universo tiene alrededor de 13.8 mil millones de años).

Ingrese a Nu Indi, una vieja estrella pobre en metales de aproximadamente tres veces el tamaño de nuestro Sol, pero solo el 85 por ciento de su masa. El análisis espectroscópico de su composición química indica que nació aquí, en la Vía Láctea; pero, según los datos de Gaia, su movimiento a través de la galaxia fue alterado por la colisión de Gaia-Encelado.

"Dado que el movimiento de Nu Indi se vio afectado por la colisión Gaia-Encelado, la colisión debe haber ocurrido una vez que la estrella se había formado". explicó el astrofísico Bill Chaplin de la universidad de Birmingham. Entonces, si puede ubicar la edad de la estrella, puede establecer restricciones sobre cuándo ocurrió la colisión.

La metalicidad, cuán rica en contenido de metal es una estrella, puede llevarte un poco. Sabemos que los metales no existían hasta que algunas estrellas ya habían vivido y muerto, creando elementos pesados ​​a medida que explotaban en supernovas. Estos elementos se incorporaron a las generaciones posteriores; el hecho de que Nu Indi solo tiene sobre 3 por ciento de la abundancia de hierro del sol indica que es bastante viejo.

Pero la asteroseismología puede revelar detalles precisos sobre las propiedades de una estrella; El método se basa en las frecuencias de oscilación de las estrellas o pulsaciones en su intensidad. Estas oscilaciones están estrechamente relacionadas con las propiedades del interior de la estrella, como su densidad y perfil acústico; a su vez, estos están relacionados con la masa y la edad de la estrella.

El estudio asteroseismológico previo de Nu Indi en 2006 dio una estimación de edad de más de 9 mil millones de años. Pero ahora una herramienta más poderosa ha estudiado los débiles pulsos de la estrella: TESS, El telescopio de caza de exoplanetas con base en el espacio de la NASA lanzado en 2018. Y los datos asteroseismológicos de TESS indican que Nu Indi tiene alrededor de 11 mil millones de años.

Si se deja tiempo para que la fusión se propague a través de la galaxia, esto significa que la colisión tuvo que haber comenzado entre 11,6 y 13,2 mil millones de años, dijeron los investigadores.

Lo que hace que esta conclusión sea tan genial no es solo que muestra cuán versátil y poderosa es una herramienta TESS, sino cuántas técnicas diferentes se requieren para llegar al resultado. TESS era una parte del rompecabezas.

Cinemática estelar, el estudio del movimiento de las estrellas a través del espacio, y astrometria, la medición de las posiciones de las estrellas, mostró cómo Nu Indi se había desviado de una órbita normal. Espectroscopia, el análisis de un espectro de luz para ver qué luz está siendo absorbida y emitida por varios elementos, reveló la composición química de la estrella.

Al final, ahora hemos impuesto restricciones a uno de los principales eventos en la historia de nuestra galaxia, ayudándonos a comprender mejor la evolución de la Vía Láctea. Y todo se basa en Nu Indi.

"Este estudio demuestra el potencial de la asteroseismología con TESS, y lo que es posible cuando uno tiene una variedad de datos de vanguardia disponibles en una sola estrella brillante". Dijo Chaplin.

La investigación ha sido publicada en Astronomía de la naturaleza.

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