La evolución de la Vía Láctea sigue siendo un misterio

Un reciente estudio indica que la formación de la Vía Láctea pudo haber empezado en el disco galáctico, hace 13.000 millones de años con la formación de poblaciones estelares.

De acuerdo a un reciente estudio, la Vía Láctea pudo haberse formado por fases, cuyo inicio parece haberse suscitado en el disco galáctico, hace 13.000 millones de años aproximadamente con la formación de poblaciones estelares (conjunto de estrellas que presentan características similares, concretamente en su metalicidad o composición química).

Lograr entender cómo nuestra galaxia llegó a donde se encuentra, su edad, su trayectoria y en general su evolución puede ser una tarea complicada, es un trabajo de detective galáctico donde se deben buscar pistas, interpretarlas y utilizarlas para poder extraer algo de información, dicha información debe ser precisa, en este sentido las estrellas que componen nuestra galaxia son los testigos perfectos de su origen.

Por lo tanto, para desentrañar la historia del ensamblaje de nuestra galaxia, necesitamos saber cuántas estrellas nacieron, cuándo, de qué material y en qué órbitas.

Un tipo de estrellas que arrojan información relevante sobre este tema son las que han concluido la fusión de hidrógeno en sus núcleos, estas se encuentran en la fase llamada subgigante, son estrellas más brillantes que una enana de la secuencia principal, pero no tanto como una gigante propiamente dicha.

Dicho tipo de astros son interesantes gracias a un periodo muy breve de su evolución en el cual, su brillo es muy particular y permite conocer directamente y con alta precisión la edad de la estrella. Sin embargo, observar una estrella en esta fase estelar tan breve se considera un evento relativamente raro.

Además, las composiciones de elementos químicos determinadas a partir de los espectros de fotosfera reflejan con precisión la composición de su material de origen hace miles de millones de años. Esto convierte a las subgigantes en los mejores trazadores prácticos de la arqueología galáctica, incluso en comparación con las estrellas apagadas de la secuencia principal, cuyas abundancias superficiales pueden verse alteradas por los efectos de difusión atómica.

Ahora un equipo dirigido por Maosheng Xiang del instituto Max Planck para la astronomía ha arrojado una nueva perspectiva sobre la evolución de la Vía Láctea.

Xiang y colaboradores fueron capaces de cubrir un inmenso volumen espacial a lo largo de la galaxia y localizar 250.000 estrellas aproximadamente en la fase subgigante utilizando los datos aportados por el Observatorio Espacial Gaia de la ESA y el telescopio chino LAMOST.

Primero, estimaron la edad de estas estrellas, el resultado fue un rango de entre 1.500 y 13.800 millones de años, en segundo lugar las segmentaron en función de su posición en las temperaturas efectivas, magnitud absoluta, magnitudes aparentes, abundancias químicas espectroscópicas y edades, por último analizaron los diferentes elementos estructurales en las poblaciones estelares en las diferentes regiones galácticas.

Sin embargo, dichos datos requieren un tratamiento, pues para tener una muestra con alta pureza, los científicos han aplicado criterios de limpieza para descartar estrellas con mala calidad de datos o estrellas que son posibles contaminaciones de la muestra subgigante, se descartaron binarios no resueltos, estrellas con astrometría de Gaia espuria al requerir un error de peso, estrellas que muestran una variabilidad de flujo significativa según la amplitud de variación de las magnitudes de Gaia entre diferentes épocas, estrellas que son menos luminosas que la rama subgigante, entre otros.

Además, el estudio tiene una vuelta de tuercas interesantes, extensas observaciones indican que la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea se formaron a partir de gas enriquecido gradualmente en órbitas de alto momento angular, o el disco extendido. También está bien establecido que la distribución de las estrellas galácticas en el plano es bimodal, con una secuencia α alta que refleja un enriquecimiento rápido y una secuencia α baja que refleja un enriquecimiento gradual, lo que indica un forma natural de dividir cualquier muestra en el plano.

Esto inspiró el enfoque de Xiang para dividir la muestra en dos, separando la porción de muestra dominante de estrellas de disco enriquecidas gradualmente con un alto momento angular del resto.

Los resultados son interesantes: se encontró que el disco de la Vía Láctea ya se encontraba en formación hasta 13.000 millones de años, unos 800 millones de años después del Big Bang.

Con respecto al halo interno de nuestra galaxia los autores afirman que su ensamblaje finalizó debido a la fusión de la galaxia Gaia-Enceladus con lo que era la Vía Láctea anteriormente, hace apenas unos 2.000 millones de años, momento que coincide con la formación de la mayoría de estrellas en el disco.

Durante los siguientes 5.000 a 6.000 millones de años, la galaxia experimentó un enriquecimiento continuo de elementos químicos, en última instancia por un factor de 10, mientras que el gas de formación estelar logró mantenerse bien mezclado.

Hasta la fecha estos son los hallazgos más precisos y como comentan los autores, a medida que se disponen más datos se podrá conocer mucho mejor la verdadera historia de la galaxia en la que vivimos.

Referencia:

Xiang, M et al. A time-resolved picture of our Milky Way’s early formation history. Nature 2022. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04496-5

 

 

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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