Desde que el satélite Gaia comenzó a mapear la Vía Láctea en tres dimensiones con la mayor precisión hasta ahora, hemos estado aprendiendo mucho sobre el pasado violento de nuestra galaxia natal.
El caníbal rudo ha chocado con, y subsumido, muchas otras galaxias sobre su 13,6 mil millones al año esperanza de vida. La más grande de ellas, la galaxia enana Gaia-Enceladus (también conocida como Salchicha Gaia), tuvo lugar hace unos 10 mil millones de años, y se pensó que era responsable de una característica curiosa de la estructura de la Vía Láctea llamada disco grueso.
Ahora, sin embargo, parece que este puede no ser el caso. Los astrónomos han estudiado otra galaxia con un disco grueso y han determinado que su evolución no fue un accidente cataclísmico, sino una forma bastante normal de crecimiento de las galaxias espirales.
“Nuestras observaciones indican que los discos delgados y gruesos de la Vía Láctea no se produjeron debido a una gigantesca combinación, sino a una especie de camino ‘predeterminado’ de formación y evolución de galaxias”. dijo el astrónomo Nicholas Scott
“A partir de estos resultados, creemos que las galaxias con las estructuras y propiedades particulares de la Vía Láctea podrían describirse como las ‘normales'”.
Es más fácil entender los discos gruesos y delgados si piensas en la Vía Láctea como una hamburguesa. El disco delgado, que tiene un grosor de unos 400 años luz y contiene gas, polvo y estrellas, es análogo a la hamburguesa; el disco grueso, que se extiende a 1000 años luz y contiene solo estrellas, es como el panecillo de hamburguesa.
El disco delgado es donde se encuentran todas las estrellas más jóvenes, más ricas en metales, aunque contiene estrellas de todas las edades. El disco grueso está menos poblado y solo contiene estrellas de más de 10 mil millones de años.
Esta característica solo se ve en algunas galaxias espirales, y los astrónomos no saben realmente cómo llegaron allí, pero según los datos de Gaia, un equipo de astrónomos pensó que lo habían descubierto. Rastrearon los movimientos de los cúmulos de estrellas en el halo de la Vía Láctea y sus composiciones químicas, y descubrieron que se habían originado fuera de la galaxia. El modelado luego sugirió que la fusión galáctica que entregó estas estrellas a la Vía Láctea también calentó el disco delgado preexistente, inflándolo en uno más grueso.
Aunque hemos visto otras galaxias espirales con discos gruesos, había sido imposible saber si estas estructuras tenían la misma distribución de estrellas que la Vía Láctea. Ingrese a una galaxia espiral llamada UGC 10738, ubicada a 320 millones de años luz de distancia.
Puede saber aproximadamente la edad de una estrella en función de su composición química. Las estrellas más jóvenes contienen más metales que las más antiguas, ya que estos elementos no existían en la galaxia hasta que llegaron una o dos generaciones de estrellas para producirlos mediante la fusión nuclear de elementos más ligeros.
Las composiciones químicas de las estrellas también se pueden leer en su espectro de luz: algunas longitudes de onda son más brillantes o más tenues, según los elementos que estén presentes.
En realidad, las estrellas individuales no pueden estudiarse en galaxias distantes; están demasiado lejos para resolverlos con nuestras capacidades tecnológicas actuales. Lo que podemos hacer es estudiar la luz que proviene de diferentes regiones y determinar qué tipos de estrellas hay en esas regiones como población.
Esto es lo que hace que UGC 10738 sea un laboratorio tan brillante para estudiar un disco grueso. Su borde está frente a nosotros, lo que nos brinda una vista muy limpia y clara de las estructuras del disco delgadas y gruesas; de hecho, podemos distinguir la hamburguesa y el pan, y separar la luz de cada sección. Esto es lo que hizo el equipo de Scott, utilizando el poderoso Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile.
“Utilizando un instrumento llamado explorador espectroscópico de unidades múltiples, o MUSE, pudimos evaluar las proporciones de metales de las estrellas en sus discos gruesos y delgados”. dijo el astrónomo Jesse van de Sande de ASTRO 3D y la Universidad de Sydney.
“Eran más o menos las mismas que las de la Vía Láctea: estrellas antiguas en el disco grueso, estrellas más jóvenes en el delgado. Estamos mirando algunas otras galaxias para asegurarnos, pero esa es una evidencia bastante sólida de que las dos galaxias evolucionaron”. del mismo modo.”
Esto no significa que la Vía Láctea no haya peleado un poco con otras galaxias, y ciertamente no significa que la fusión de Gaia Sausage nunca tuvo lugar (hay muchas otras pruebas de ese encuentro). Pero parece sugerir que la Salchicha Gaia no fue responsable de inflar el disco grueso.
“Se pensaba que los discos delgados y gruesos de la Vía Láctea se formaron después de una rara fusión violenta, por lo que probablemente no se encontrarían en otras galaxias espirales”. Scott dijo.
“Nuestra investigación muestra que eso probablemente está mal, y evolucionó ‘naturalmente’ sin intervenciones catastróficas. Esto significa que las galaxias del tipo de la Vía Láctea son probablemente muy comunes. También significa que podemos usar observaciones muy detalladas de la Vía Láctea existentes como herramientas para analizar mejor mucho galaxias más distantes que, por razones obvias, tampoco podemos ver “.
Si bien eso nos hace retroceder un poco para determinar qué infló el disco grueso de la Vía Láctea, nos lleva adelante en nuestro estudio de los discos gruesos y la evolución de las galaxias espirales en su conjunto.
Ahora que el equipo ha demostrado que es posible resolver espacialmente las distribuciones químicas de otras galaxias, planean aplicar sus técnicas a una muestra estadísticamente significativa de galaxias similares para ver qué tan bien se mantienen sus hallazgos.
La investigación ha sido publicada en Las cartas del diario astrofísico.
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