Hace casi 3 mil 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. Un grupo de astrofísicos anunció hoy 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 Vía Láctea. El hallazgo 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 Sobredensidad de Virgo hace aproximadamente dos décadas. Los estudios 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 datos emergentes, los astrofísicos del Instituto Politécnico Rensselaer (Nueva York) propusieron en 2019 que la sobredensidad era el resultado de una fusión radial, la versión estelar de un accidente de T-bone (un tipo de colisión de estacionamiento).
«Cuando reunimos las evidencias, fue un momento de Eureka«, comenta Heidi Jo Newberg, profesora de física, física aplicada y astronomía de Rensselaer, y autora principal del artículo de The Astrophysical Journal que detalla el descubrimiento. «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 «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, y se crea otra estructura de capa. Las simulaciones que coinciden con los datos de la encuesta estelar se pueden usar para calcular cuántos ciclos ha soportado la galaxia enana y, por lo tanto, cuando ocurrió la colisión original.
El nuevo documento identifica dos estructuras de caparazón en la Sobredensidad de Virgo y dos en la región de la nube Hércules 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 experta 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 atraídas por las llamadas «fuerzas de marea», el mismo tipo de fuerzas diferenciales que provocan las mareas en la Tierra, y eventualmente 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, asegura que inicialmente no estaban buscando evidencias de tal evento.
«Hay otras galaxias, típicamente 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«, comenta Donlon, 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 ─también llamada Corriente Estelar de Virgo─, comenzaron a considerar una fusión radial. «Y luego nos dimos cuenta de que es el mismo tipo de fusión que causa estos grandes caparazones. 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. Un patrón en espiral recientemente descubierto en los datos de posición y velocidad de estrellas cercanas al sol, a veces llamado Gaia Snail, y un evento propuesto llamado Splash, también pueden estar asociados con la Fusión Radial de Virgo.
«Hay muchos vínculos potenciales con este hallazgo«, según 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 centro de la galaxia hace menos de 3 mil millones de años«.
Fuente: The Astrophysical Journal.
