Una colisión galáctica enciende fuegos artificiales estelares en la Vía Láctea

Un nuevo estudio liderado por investigadores del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) revela cómo los discos de galaxias como la Vía Láctea se ven afectados por colisiones galácticas antiguas.

Publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, la investigación analiza, mediante simulaciones, cómo los choques entre galaxias pueden destruir total o parcialmente los discos estelares. Los autores utilizan esta investigación, junto con los datos observacionales de los cúmulos estelares, para mejorar las predicciones sobre el momento de la última colisión galáctica significativa en la Vía Láctea.

El disco de la Vía Láctea es un vasto sistema rotativo de estrellas en forma de tortita, con unos brazos en espiral saliendo de su centro. Este disco contiene la mayoría de las estrellas de la galaxia, incluido el sol, y gira a una velocidad de más de 220 kilómetros por segundo.

Durante mucho tiempo, los astrónomos han intentado determinar cuándo se formó este disco giratorio. Una pista clave proviene de los movimientos y edades de las estrellas: en algún momento de la historia temprana de la galaxia, las estrellas empezaron a moverse en un patrón coherente y giratorio, marcando lo que los científicos llaman tiempo de rotación de la galaxia.

Sin embargo, la Vía Láctea no se formó de forma aislada. Durante décadas, los científicos sospecharon que una colisión violenta con una galaxia más pequeña tuvo un papel importante en la configuración de la Vía Láctea que se observa hoy en día. Esta sospecha se confirmó en 2018, cuando los datos de la misión Gaia revelaron una gran población de estrellas cuyos movimientos inusuales solo podían explicarse por una fusión masiva hace unos diez mil millones de años. Este evento ahora se conoce como fusión Gaia-Sausage-Enceladus (GSE).

En este nuevo estudio, las simulaciones de galaxias similares a la Vía Láctea (las simulaciones de Auriga) se utilizan para investigar cómo se forman los discos giratorios en escenarios distintos. Estos muestran cómo galaxias como la Vía Láctea reaccionan a colisiones antiguas.

El estudio muestra que los discos estelares giratorios a menudo se formaron mucho antes de lo que se había supuesto hasta ahora, pero que se pueden destruir de forma parcial o completa debido a importantes colisiones galácticas. Como resultado, el momento en que el disco de la Vía Láctea parece girar no puede marcar la primera vez que el disco se formó, sino más bien el momento en que la galaxia se recuperó de una fusión destructiva.

Aplicando los conocimientos de estas simulaciones, los autores infieren que la fusión Gaia-Sausage-Enceladus probablemente ocurrió hace unos once mil millones de años, antes de lo que indicaban muchas estimaciones anteriores. Este momento coincide, de manera crucial, con un fuerte aumento en el nacimiento de los cúmulos estelares en la Vía Láctea. Estos estallidos de formación estelar son una consecuencia natural de las colisiones galácticas, que comprimen el gas y desencadenan una intensa formación estelar.

"Los modelos de la fusión Gaia-Sausage-Enceladus predicen que un fuego galáctico debería haber seguido el impacto, lo que habría hecho aumentar la formación de estrellas y fomentado la formación de cúmulos globulares. Esta es la primera vez que se hace este enlace", dice el autor colaborador Chervin F. P. Laporte, investigador del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS).

"Esta investigación pone de relieve la importante relación entre la estructura galáctica y las colisiones antiguas, que deben entenderse al unísono para comprender la historia de nuestra galaxia", añade Matthew D. A. Orkney, autor principal del estudio e investigador del ICCUB y el IEEC.

Los científicos no pueden viajar en el tiempo para observar la Vía Láctea en su juventud, pero pueden observar la formación de galaxias similares en el universo lejano con nuevos datos del telescopio espacial James Webb (JWST) y el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un potente radiotelescopio.