Desvelando el nacimiento de la Vía Láctea

Recreación artística del nacimiento de la Vía Láctea. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

Un estudio liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) data la secuencia de eventos que dio lugar a nuestra Galaxia. 

El Universo de hace unos 13.000 millones de años era muy distinto al que hoy día conocemos. Las estrellas se formaban a un ritmo vertiginoso, creando las primeras galaxias enanas, cuya fusión daría lugar a las galaxias más masivas actuales, incluyendo la nuestra. Sin embargo, la cadena exacta de acontecimientos que modeló la Vía Láctea era un misterio, hasta ahora. 

Medidas precisas de posición, brillo y distancia para aproximadamente un millón de estrellas de nuestra Galaxia en un radio de 6.500 años luz alrededor del Sol, aportadas por el telescopio espacial Gaia, han permitido a un equipo del IAC vislumbrar sus etapas iniciales. “Hemos analizado y comparado con modelos teóricos la distribución de colores y magnitudes (brillo) de estrellas en la Vía Láctea, diferenciando entre varias componentes: el denominado halo estelar (una estructura esférica que rodea a las galaxias espirales) y el disco grueso (estrellas pertenecientes al disco de nuestra Galaxia, pero a cierta altura)”, señala Carme Gallart, investigadora del IAC y primera autora de este artículo, que hoy publica la revista Nature Astronomy. 

Recreación artística del nacimiento de la Vía Láctea. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

Estudios anteriores habían descubierto que el halo galáctico presentaba muestras inequívocas de estar formado por dos componentes estelares distintas, una dominada por estrellas más azules que la otra. La forma de moverse de las estrellas de la componente azul pronto permitió identificarla como los restos de una galaxia enana (Gaia-Encélado) que impactó con una primigenia Vía Láctea. Sin embargo, la naturaleza de la población roja y el momento de la fusión entre Gaia-Encélado y nuestra Galaxia no se habían desvelado hasta ahora. 

“El análisis de los datos de Gaia nos ha permitido obtener la distribución de edades de las estrellas de ambas componentes y ha mostrado que ambas están formadas por estrellas igualmente viejas, con una edad promedio mayor que la del disco grueso”, indica el investigador del IAC y coautor del trabajo Chris Brook. Pero si ambas componentes se formaron al mismo tiempo, ¿qué diferencia una de la otra? “La pieza final del puzle la proporcionó la cantidad de metales (elementos que no son ni hidrógeno ni helio) que poseen las estrellas de una y otra componente”, explica Tomás Ruiz Lara, investigador del IAC y otro de los autores del artículo. Y añade: “Las estrellas de la componente azul contienen una cantidad menor de metales que las de la componente roja”. Estos hallazgos, sumados a predicciones de simulaciones cosmológicas, también analizadas en el estudio, permitieron completar la historia de la formación de la Vía Láctea. 

Recreación artística de la Vía Láctea. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

Hace 13.000 millones de años se empezaron a formar estrellas en dos sistemas estelares diferenciados que luego se fusionaron: una galaxia enana llamada Gaia-Encélado y otro, el progenitor principal de nuestra Galaxia, unas cuatro veces más masivo y con mayor cantidad de metales. El sistema más masivo sufrió hace 10 mil millones de años un violento impacto con Gaia-Encélado. Como consecuencia, algunas de sus estrellas y las pertenecientes a Gaia-Encélado adquirieron movimientos caóticos, pasando a formar parte del halo de la Vía Láctea. Tras ello, se sucedieron violentos brotes de formación estelar hasta hace 6.000 millones de años, cuando el gas se asentó en el disco de nuestra galaxia dando lugar al conocido como disco fino. 

“Hasta ahora, tanto las predicciones cosmológicas como la observación de galaxias espirales lejanas similares a la Vía Láctea indicaban que esta fase violenta de fusión de estructuras menores era frecuente”, aclara Matteo Monelli, investigador del IAC y coautor del trabajo. Ahora, se ha conseguido particularizar dicho proceso a nuestra galaxia, desvelando así las primeras etapas de nuestra historia cósmica con un detalle sin precedentes. 

Artículo: Carme Gallart, Edouard J. Bernard, Chris B. Brook, Tomás Ruiz-Lara, Santi Cassisi, Vanessa Hill and Matteo Monelli. Uncovering the birth of the Milky Way through accurate stellar ages with Gaia. Nature Astronomy (22 July 2019). DOI: 10.1038/s41550-019-0829-5

Fuente: Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC),