La Vía Láctea es más antigua de lo que pensaban los astrónomos, o parte de ella lo es. Un estudio recientemente publicado muestra que parte del disco es dos mil millones de años más antigua de lo que pensábamos.
La región, llamada disco grueso, comenzó a formarse solo 800 millones de años después del Big Bang.
Un par de astrónomos reconstruyeron la historia de la Vía Láctea con más detalle que nunca. Sus resultados se basan en datos detallados de la misión Gaia de la ESA y de China. Telescopio espectroscópico de fibra multiobjeto de área de cielo grande (LAMOSTO). La clave de este descubrimiento está en estrellas subgigantes.
el papel es”Una imagen resuelta en el tiempo de la historia de formación temprana de nuestra Vía Láctea“y está en línea en el diario Naturaleza. Los autores son Maosheng Xiang y Hans-Walter Rix, ambos del Instituto Max-Planck de Astronomía (MPIA).
Una de las cosas más difíciles de determinar acerca de una estrella es su edad. La composición o metalicidad de una estrella es clave para determinar su edad. Cuanto más exactamente puedan medir los astrónomos la metalicidad, más exactamente podrán determinar su edad.
El Universo primitivo contenía hidrógeno y helio casi exclusivamente. Los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio se producen en las estrellas y se esparcen por el Universo cuando esas estrellas mueren y explotan. Los astrónomos llaman “metales” a todos los elementos más pesados que los dos elementos primordiales.
Vista de canto de la Vía Láctea. (Stefan Payne-Wardenaar/MPIA)
Las estrellas con menor metalicidad son más antiguas porque se formaron cuando solo había hidrógeno y helio disponibles. Entonces, cuando los astrónomos identifican una población de estrellas que contienen principalmente hidrógeno y helio, saben que esas estrellas son más antiguas. Cuando encuentran una población de estrellas con mayores proporciones de metales, saben que esas estrellas deben ser más jóvenes.
Las mediciones precisas de la edad son el santo grial en algunos aspectos de la astronomía, lo cual es cierto en este caso. Xiang y Rix utilizaron algo más que la metalicidad para determinar las edades estelares. Se centraron en un tipo específico de estrella: subgigantes.
La fase subgigante en la vida de una estrella es relativamente breve, por lo que los astrónomos pueden determinar la edad de una estrella con mayor precisión cuando es subgigante. Las subgigantes están en transición a gigantes rojas y ya no producen energía en sus núcleos. En cambio, la fusión se ha trasladado a un caparazón alrededor del núcleo.
En este estudio, la pareja de científicos utilizó datos de LAMOST para determinar la metalicidad de unas 250.000 estrellas en diferentes partes de la Vía Láctea. También utilizaron los datos de Gaia, que brindan la posición precisa y los datos de brillo de aproximadamente 1500 millones de estrellas.
La misión Gaia de la ESA es responsable de una mayor precisión en este estudio y muchos otros. Antes de Gaia, los astrónomos trabajaban habitualmente con incertidumbres sobre la edad estelar de entre el 20 y el 40 por ciento. Eso significaba que las edades podrían estar desviadas por mil millones de años, lo cual es mucho.
Pero Gaia ha cambiado todo esto. La publicación de datos actual de la misión es Gaia EDR 3 o Early Data Release 3, y es una gran mejora. EDR3 proporciona posiciones 3D precisas de más de 330 000 estrellas. También brinda mediciones de alta precisión de los movimientos de las estrellas a través del espacio.
Los investigadores utilizaron todos estos datos de Gaia y LAMOST y los compararon con modelos conocidos de parámetros estelares para determinar las edades de los subgigantes con mayor precisión. “Con los datos de brillo de Gaia, podemos determinar la edad de una estrella subgigante en un pequeño porcentaje”, dijo Maosheng.
Los subgigantes se distribuyen por las diferentes partes de la Vía Láctea, lo que permite a los investigadores reconstruir las edades de los otros componentes y construir una línea de tiempo de la historia de la Vía Láctea.
El estudio muestra dos fases distintas en la historia de nuestra galaxia. La primera fase comenzó 800 millones de años después del Big Bang, cuando el disco grueso comenzó a formar estrellas. Las regiones internas del halo galáctico también comenzaron a desarrollarse.
Dos mil millones de años después de eso, una fusión impulsó la formación estelar en el disco grueso hasta su finalización. Una galaxia enana llamada Gaia-salchicha-encelado fusionado con la Vía Láctea.
La galaxia enana Gaia-Sausage-Enceladus (GSE) no tiene forma de salchicha. Recibe su nombre de trazar sus estrellas en un gráfico de velocidad, donde sus órbitas son muy alargadas. Cuando GSE se fusionó con la Vía Láctea, ayudó a crear el disco grueso, y el gas que venía con él alimentó la formación estelar en esa parte de la galaxia.
La fusión también llenó de estrellas el halo de la Vía Láctea. Los astrónomos creen que el cúmulo globular NGC 2808 podría ser el núcleo remanente de Gaia Sausage. NGC 2808 es uno de los cúmulos globulares más masivos de la Vía Láctea.
La formación estelar desencadenada en el disco grueso por la GSE duró unos 4.000 millones de años. Aproximadamente 6 mil millones de años después del Big Bang, el gas se agotó. Durante ese período, la metalicidad del disco grueso aumentó en más de un factor de diez.
El estudio también encontró una correlación muy estrecha entre la metalicidad y las edades de las estrellas en todo el disco. Eso significa que el gas que vino con el GSE debe haber sido turbulento, lo que provocó que se mezclara más a fondo en el disco.
Los astrónomos descubrieron recientemente la fusión GSE en 2018. Descubrimientos como este han dado forma a nuestra comprensión de la historia de la Vía Láctea, y la línea de tiempo del desarrollo de la galaxia se está volviendo más clara. Este nuevo estudio nos está dando una cuenta más detallada.
“Desde el descubrimiento de la antigua fusión con Gaia-Salchicha-Encelado, en 2018, los astrónomos han sospechado que la Vía Láctea ya estaba allí antes de que se formara el halo, pero no teníamos una imagen clara de cómo era esa Vía Láctea. “, dice Maosheng.
“Nuestros resultados brindan detalles exquisitos sobre esa parte de la Vía Láctea, como su fecha de nacimiento, la tasa de formación de estrellas y el historial de enriquecimiento de metales. Reunir estos descubrimientos utilizando los datos de Gaia está revolucionando nuestra imagen de cuándo y cómo se formó nuestra galaxia”.
En los últimos años, los astrónomos han descubierto más detalles sobre la Vía Láctea. Pero es un desafío mapear su estructura porque estamos en el medio. La misión Gaia de la ESA es nuestro mejor catálogo hasta ahora de las estrellas de la Vía Láctea. Y cada publicación de datos es cada vez mejor.
“Con cada nuevo análisis y lanzamiento de datos, Gaia nos permite reconstruir la historia de nuestra galaxia con un detalle aún más sin precedentes. Con el lanzamiento de Gaia DR3 en junio, los astrónomos podrán enriquecer la historia con aún más detalles”, dice Timo Prusti, científico del proyecto Gaia de la ESA.
La misión Gaia es esencial, pero las observaciones de otras galaxias como la Vía Láctea también brindan a los astrónomos información sobre la estructura y la historia de la Vía Láctea. Pero observar galaxias solo dos mil millones de años después del Big Bang es difícil. Eso requiere poderosos telescopios infrarrojos. Afortunadamente, un telescopio espacial infrarrojo largamente esperado está a punto de comenzar las observaciones pronto.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) tiene el poder de mirar atrás en el tiempo a los primeros años del Universo. Podrá ver las primeras galaxias similares a la Vía Láctea del Universo.
Los astrónomos quieren saber más sobre la fusión de GSE y cómo condujo a la formación de estrellas y dio forma al disco grueso de nuestra galaxia solo dos mil millones de años después del Big Bang. JWST observaciones de antiguos, galaxias de alto corrimiento al rojo similar a la Vía Láctea podría ayudar a responder algunas preguntas y completar una historia galáctica más detallada.
Y en junio, la ESA publicará la tercera publicación completa de datos de Gaia, llamada DR3. El catálogo DR3 contendrá edades, metalicidad y espectros de más de 7 millones de estrellas. DR3 y el JWST serán una potente combinación.
¿Qué nos dirán todos esos datos? A medida que el Universo evoluciona, las galaxias deben comer o ser comidas. La gravedad une a las galaxias, pero el Universo también se está expandiendo gracias a la energía oscura, y la energía oscura empuja a las galaxias a separarse. Entonces, las galaxias tienden a agruparse en grupos. La Vía Láctea es parte de la Grupo local.
Los grupos permanecen internamente coherentes debido a la gravedad combinada de las galaxias, pero los grupos se alejan unos de otros debido a la expansión. Eventualmente, las galaxias más grandes de un grupo consumen a las más pequeñas.
La Vía Láctea ha consumido el GSE y los cúmulos globulares. Y está consumiendo la Gran Nube de Magallanes, que está consumiendo a su vecino aún más pequeño, la Pequeña Nube de Magallanes.
Eventualmente, el La Vía Láctea consumirá ambosy luego, en unos 4.500 millones de años, se fusionará con la Galaxia de Andrómeda, aún más grande, otro miembro del Grupo Local.
Es una situación extraña porque el futuro de la Vía Láctea podría ser más fácil de discernir que su pasado. Ese es el enigma de un Universo en expansión: la evidencia que buscamos sigue alejándose de nosotros, perdida en el tiempo y la distancia.
Pero el JWST y el Gaia DR3 tienen el potencial de cambiar las tornas en el Universo en expansión. Juntos pueden arrojar más luz sobre la historia de la Vía Láctea y sobre los detalles de las fusiones de galaxias en general. Con suerte, terminaremos con una línea de tiempo histórica mucho más completa.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el original artículo.
Relacionado:
Espacio: ¿Cuántos planetas hay?, la vía láctea y muchas más
¿Cuántos planetas hay en la vía láctea?
30 de Noviembre de 1803, parte de España la Real Expedición Filantrópica de la Vacuna que llevará la cura de la viruela a toda Hispanoamérica y Filipinas.
17 de Octubre de 1919, en España, la madrileña Puerta del Sol y el barrio de Cuatro Caminos quedan unidos por 2,5 km de vía subterránea de Metropolitano.
