Una bomba cósmica puede cambiar todo lo que sabemos sobre la Vía Láctea
El efecto Benjamin Button permite a los astrónomos calcular mejor el «último gran evento».
Troya, Nueva York – Un nuevo estudio sorprendente puede cambiar todo lo que sabemos sobre nuestro hogar cósmico, la Vía Láctea. Según investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer, nuestra galaxia pudo haber chocado con otra galaxia miles de millones de años después de lo que los científicos pensaban anteriormente. De hecho, según el estudio, la última vez que la Vía Láctea chocó con otro cúmulo de estrellas, la Tierra ya se había formado. ¡Qué espectáculo de luces debe ser!
Resultados en breve
En su estudio pionero, publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical SocietyUn equipo de astrónomos ha revelado pruebas convincentes de que la Vía Láctea experimentó un evento de fusión masiva con una galaxia enana unos seis mil millones de años más tarde de lo que se pensaba. El descubrimiento desafía la antigua teoría de que la última gran fusión, conocida como Gaia-Salchicha/Encélado (GSE), ocurrió hace entre ocho y 11 mil millones de años. En cambio, la nueva investigación sugiere que los escombros que vemos en la corona estelar de la Vía Láctea (el campo difuso de estrellas que rodea el disco galáctico) son el resultado de una colisión que ocurrió hace apenas uno o dos mil millones de años, un destello cósmico de estrellas. El ojo desde una perspectiva astronómica.
Los investigadores Heidi Jo Newberg y Tom Donlon se centraron en las «arrugas» de nuestra galaxia, que se forman cuando otras galaxias chocan con la Vía Láctea.
«Nos arrugamos más a medida que envejecemos, pero nuestro trabajo revela que ocurre lo contrario en la Vía Láctea. Es como el Benjamin Button cósmico, que se arruga menos con el tiempo», dice en un artículo Donlon, autor principal del nuevo estudio de Gaia. Comunicado de prensa: «Al observar cómo estas arrugas se disipan con el tiempo, podemos rastrear cuándo la Vía Láctea experimentó su último gran colapso, y resulta que esto ocurrió miles de millones de años después de lo que pensábamos».
«Para que las arrugas de las estrellas sean tan pronunciadas como aparecen en los datos de Gaia, deben haberse unido a nosotros hace al menos tres mil millones de años, lo que supone al menos cinco mil millones de años más tarde de lo que se pensaba anteriormente», añade Newberg. “Cada vez que las estrellas oscilan hacia adelante y hacia atrás en el centro de la Vía Láctea, se forman nuevas arrugas estelares. Si se hubieran unido a nosotros hace ocho mil millones de años, habría tantas arrugas una al lado de la otra que no las veríamos como características separadas. ya no.»
Metodología: Descifrando las pistas
Para desentrañar este misterio, los investigadores utilizaron una variedad de técnicas sofisticadas. Primero, desarrollaron un modelo semianalítico que relaciona el número de “cáusticas” (arrugas o pliegues en la distribución del espacio de fase de las estrellas) con el tiempo transcurrido desde el evento de fusión. Al analizar datos del Observatorio Espacial Gaia, el equipo identificó varias sustancias cáusticas en la corona estelar local y utilizó su modelo para estimar el momento de esta colisión.
Sin embargo, el equipo no se quedó ahí. Profundizaron en la dinámica de estas cáusticas comparando sus observaciones con simulaciones cosmológicas modernas de una galaxia similar a la Vía Láctea. Estas simulaciones, parte de la suite FIRE-2 Latte, les permitieron rastrear la evolución de una galaxia enana simulada mientras choca con su galaxia anfitriona en diferentes momentos.
Para que la comparación sea lo más precisa posible, los investigadores introdujeron una nueva medida llamada causticidad, que calcula el grado de asimetría en la distribución del espacio de fases de las estrellas. El alto valor de sensibilidad muestra que las estrellas aún no se han mezclado completamente, lo que indica una colisión más reciente.
Principales hallazgos: una colisión cósmica en la historia moderna
Los resultados de este análisis fueron nada menos que sorprendentes. Los datos observados desde el observatorio Gaia mostraron un alto valor de cáusticos, revelando la presencia de cáusticos prominentes y asimétricos. En comparación con los datos de simulación, la temperatura observada coincidía mejor con los restos de la fusión en un momento aproximadamente entre uno y dos mil millones de años después del impacto.
Este resultado contrasta marcadamente con el escenario ampliamente aceptado para la fusión GSE, que se cree que ocurrió hace entre ocho y 11 mil millones de años, mucho antes de que se formara la Tierra. Los investigadores descubrieron que en aquellas épocas cósmicas antiguas, los datos simulados mostraban una fracción cáustica mucho menor, lo que indica un mayor grado de mezcla de fases que el observado en la corona estelar de la Vía Láctea hoy.
Limitaciones del estudio
Si bien el estudio proporciona evidencia convincente de un evento de fusión reciente, los investigadores reconocen varias limitaciones y desafíos. Una limitación importante es la dependencia de una única simulación cosmológica, que puede no capturar completamente las complejidades de la historia de formación de la Vía Láctea.
Además, los datos observados se limitan a la corona estelar local situada a una distancia de cinco kiloparsecs (unos 16.000 años luz) del Sol. La distribución del espacio de fases de las estrellas a distancias mayores podría revelar una imagen diferente.
Otro desafío radica en el proceso de muestreo utilizado para aumentar la precisión de los datos simulados. Aunque es necesario para una comparación significativa, este proceso puede introducir sesgos o subestimar el verdadero grado de mezcla de fases.
Comidas listas
A pesar de estas limitaciones, los investigadores creen que sus hallazgos son sólidos y consistentes con otras evidencias galácticas. Por ejemplo, las envolturas y subestructuras estelares observadas en el halo de la Vía Láctea podrían explicarse mejor por una colisión reciente que por una colisión antigua, ya que los desechos más antiguos habrían tenido más tiempo para mezclarse en fases y volverse menos visibles.
Además, el estudio ofrece una alternativa convincente al escenario GSE, que ha enfrentado un escrutinio cada vez mayor en los últimos años. Algunos investigadores han argumentado que las firmas químicas y cinéticas atribuidas a GSE pueden explicarse por otros procesos, como la evolución secular o fusiones múltiples y más pequeñas.
Si se confirman, los resultados de este estudio podrían afectar profundamente nuestra comprensión de la historia de formación de la Vía Láctea y el papel de las fusiones en la formación de galaxias. También podría tener implicaciones para nuestro conocimiento de la evolución de las galaxias en general, ya que las escalas de tiempo y la dinámica de las fusiones son cruciales para modelar e interpretar las observaciones.
«A través de este estudio, los Dres. Newberg y Donlon han hecho un descubrimiento sorprendente sobre la historia de la Vía Láctea», dice Curt Brenneman, Ph.D., decano de la Facultad de Ciencias Rensselaer.
