Datando un choque de galaxias.

Una sola estrella ha proporcionado información sobre la colisión de la Vía Láctea con la galaxia enana Gaia-Encélado. El evento probablemente tuvo lugar hace aproximadamente 11.500 millones de años.

La galaxia enana Gaia-Encélado chocó con la Vía Láctea probablemente hace aproximadamente 11.500 millones de años. Un equipo de investigadores, incluidos científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Alemania, utilizaron por primera vez una sola estrella afectada por la colisión como una pista para datarla. Utilizando datos de observación de observatorios terrestres y telescopios espaciales, los científicos dirigidos por la Universidad de Birmingham pudieron determinar la edad de la estrella y el papel que desempeñó en la colisión. El grupo de investigación describe sus resultados en Nature Astronomy.

En escalas de tiempo cósmicas, el choque y la fusión de galaxias no es infrecuente. Incluso si ambas galaxias involucradas son de tamaños muy diferentes, tal colisión deja huellas claras en la más grande. Por ejemplo, la galaxia más pequeña introduce estrellas con una composición química diferente, se altera el movimiento de muchas estrellas y se forman innumerables estrellas nuevas.

Una instantánea del cielo del sur que muestra la ubicación de ν Indi (Círculo azul), el plano de la Vía Láctea (abajo a la izquierda) y el polo eclíptico del sur (arriba). Estas instantáneas provienen de datos recopilados en los sectores de observación de TESS: 1, 12 y 13.
Crédito: J.T. Mackereth.

La Vía Láctea ha encontrado varias otras galaxias en su historia de 13.5 mil millones de años. Una de ellas es la galaxia enana Gaia-Encélado. Para comprender cómo este evento afectó a nuestra galaxia y la cambió permanentemente, es importante fechar de manera confiable la colisión. Con este fin, los investigadores dirigidos por el Prof. Dr. Bill Chaplin de la Universidad de Birmingham dirigieron su atención a una sola estrella: ν Indi, que se encuentra en la constelación del Indo; Con un brillo aparente comparable al de Urano, es visible incluso a simple vista y puede estudiarse fácilmente en detalle.

“El telescopio espacial TESS recolectó datos de ν Indi ya en su primer mes de operación científica”, dice el Dr. Saskia Hekker, Jefe del grupo de investigación “Edades estelares y evolución galáctica (SAGE)” en MPS y coautora del nuevo estudio. El telescopio espacial se lanzó en 2018 para realizar un estudio de cielo completo y caracterizar tantas estrellas como sea posible. “Los datos de TESS nos permiten determinar la edad de la estrella con mucha precisión”, agrega Hekker.

Además, ν Indi proporcionó pistas sobre la historia de la colisión con la galaxia enana Gaia-Encélado. Para reconstruir su papel en la colisión, el grupo de investigación evaluó numerosos conjuntos de datos sobre ν Indi obtenidos con la ayuda de los espectrógrafos HARPS (buscador de planetas de alta velocidad radial y precisión) y FEROS (espectrógrafo óptico de rango extendido alimentado por fibra) del Observatorio Europeo Austral , el “Experimento Galaxy Evolution” del Observatorio Apache Point en Nuevo México y el Telescopio Espacial Gaia de la ESA. Esto les permitió especificar la composición química de la estrella y su movimiento dentro de la galaxia con gran precisión.

El trabajo de detective cósmico produjo una imagen clara: v Indi ha sido parte del halo, la región exterior de la Vía Láctea, y la colisión cambió su trayectoria. “Dado que el movimiento de v Indi se vio afectado por la colisión, debe haber tenido lugar cuando la estrella ya estaba formada”, explica Chaplin. La edad de la estrella, por lo tanto, limita el tiempo de la colisión.

La animación muestra un esquema de las órbitas de tres estrellas dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, cuya extensión está marcada por la línea discontinua, como se ve desde arriba (izquierda) y de lado (derecha), proyectada en los próximos 500 millones. años. Las tres estrellas son: nu Indi, el tema del artículo de Nature Astronomy; una estrella acretada (capturada) de Gaia-Encélado (después de su colisión con la Vía Láctea); y el Sol. La estrella acretada vino de fuera de la Galaxia, como parte de la colisión Gaia-Encélado, y también tiene una órbita muy alargada. La colisión afectó el movimiento y la órbita de nu Indi. Observe cómo su órbita es bastante diferente a la del Sol.
Crédito: J. T. Mackereth

Para determinar la edad de una estrella, los investigadores usan sus oscilaciones naturales, que pueden observarse como fluctuaciones de brillo. “De forma similar a la forma en que las ondas sísmicas en la Tierra permiten sacar conclusiones sobre el interior de nuestro planeta, las oscilaciones estelares nos ayudan a revelar la estructura interna y la composición de la estrella y, por lo tanto, su edad”, explica la coautora Dra. Nathalie Themessl.

Los cálculos realizados por los investigadores de MPS y otros grupos de investigación mostraron que con una probabilidad del 95 por ciento, la fusión de galaxias debe haber ocurrido hace 13.200 millones de años. Con una probabilidad del 68 por ciento, la colisión tuvo lugar aproximadamente hace 11.500 millones de años. “Esta clasificación cronológica no solo nos ayuda a comprender cómo la colisión cambió nuestra galaxia”, dice Hekker. “También nos da una idea de cómo las colisiones y las fusiones afectaron a otras galaxias e influyeron en su evolución”.

Fuente: Max-Planck-Gesellschaft.

Artículo original: “Dating a galaxy crash“. January 13, 2019.

Material relacionado:

La noticia publicada por la Universidad de Birmingham:

Sobre la Colisión de la galaxia progenitora de la Vía Láctea con la galaxia GAIA-Encélado:

Impresión artística de la fusión entre la galaxia Gaia-Encélado y nuestra Vía Láctea, que tuvo lugar durante las primeras etapas de formación de nuestra galaxia, hace 10 mil millones de años. Más información.
Créditos: ESA (impresión y composición artística);
 Koppelman, Villalobos y Helmi (simulación); 
NASA / ESA / Hubble (imagen de galaxia), CC BY-SA 3.0 IGO.

¿Cómo era la Vía Láctea Primitiva?

El resultado del estudio de la Vía Láctea con la segunda entrega de datos de la Misión GAIA, junto a una selección de recursos sobre ella, se encuentran en el siguiente artículo:

¿Qué nos depara el futuro?

La Gran Colisión de dos Gigantes:

Esta ilustración muestra una vista del cielo nocturno justo antes de la fusión prevista entre nuestra galaxia, la Vía Láctea y la vecina galaxia de Andrómeda. 
CRÉDITOS:Ilustración científica: NASA , ESA, Z. Levay y R. van der Marel ( STScI ) y A. Mellinger.

Sobre la Misión TESS, un artículo que contiene toda la información y recursos sobre ella es:

Curiosidades:

El papel de la Vía Láctea como secuestradora de galaxias que orbitaban a su vecina, La Gran Nube de Magallanes.

Agrandar imagen. La Vía Láctea reconstruida a partir de los datos de Gaia DR2, destacando la ubicación de casi 90 satélites de la Vía Láctea: cúmulos globulares (en azul) y galaxias enanas (en rojo) con anotaciones. Los arcos que se muestran junto con cada satélite muestran las trayectorias de los objetos, y más específicamente el camino que toman estos objetos en los próximos 10 millones de años para los cúmulos globulares (en azul) y en los próximos 100 millones de años para las galaxias enanas (en rojo ). Más información
Crédito: ESA / GAIA / Imagen creada por Maarten Breddels.

Al igual que la Luna gira alrededor de la Tierra, y la Tierra gira alrededor del Sol, las galaxias se orbitan entre sí de acuerdo con las predicciones de la cosmología. 

Por ejemplo, más de 50 galaxias satélites descubiertas orbitan nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. La más grande de ellas es la Gran Nube de Magallanes, o LMC, una gran galaxia enana que se asemeja a una tenue nube en el cielo nocturno del Hemisferio Sur.

Un equipo de astrónomos dirigido por científicos de la Universidad de California, Riverside, descubrió que varias de las galaxias pequeñas o “enanas” que orbitan alrededor de la Vía Láctea probablemente fueron robadas de la LMC, incluidos varias enanas ultrafinas, pero también relativamente brillantes y galaxias satélite bien conocidas, como Carina y Fornax.

El siguiente artículo lo presenta:

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