Astrónomos descubren migración masiva de estrellas hacia Andrómeda

Los astrónomos saben que las galaxias crecen con el tiempo a través de fusiones con otras galaxias. Podemos verlo sucediendo en nuestra galaxia. La Vía Láctea está absorbiendo lentamente las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña y la Galaxia Esferoidal Enana de Sagitario.

Por primera vez, los astrónomos han encontrado evidencia de una antigua migración masiva de estrellas a otra galaxia. Detectaron más de 7000 estrellas en Andrómeda (M31), nuestro vecino más cercano, que se fusionó con la galaxia hace unos dos mil millones de años.

El crecimiento y la evolución de las galaxias es un tema candente en astronomía y una de las razones por las que el telescopio espacial James Webb está acaparando muchos titulares últimamente. Uno de los principales objetivos científicos del JWST es mirar hacia atrás en el tiempo a las primeras galaxias del Universo para comprender cómo crecieron y evolucionaron hasta convertirse en lo que son hoy. Pero no es el único telescopio que puede arrojar luz sobre el tema.

Estas nuevas observaciones de Andrómeda y la migración hacia el interior de las estrellas provienen del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI). Fue construido para medir el efecto que tiene la energía oscura en la expansión del Universo. Lo hace reuniendo espectros ópticos en decenas de millones de objetos, en su mayoría galaxias y cuásares, y luego construyendo un mapa 3D de los resultados.

DESI es similar a la nave espacial Gaia más conocida. Gaia tiene el ambicioso objetivo de mapear con precisión las posiciones y movimientos de miles de millones de estrellas en la Vía Láctea. Los datos de Gaia condujeron a una gran cantidad de descubrimientos sobre nuestra propia galaxia. Pero se limita a mapear estrellas en la Vía Láctea.

Ahora, gracias a DESI, los astrónomos tienen por primera vez al menos un mapa parcial de las estrellas en Andrómeda. Y ese mapa, que incluye los movimientos de casi 7500 estrellas en el halo interior de la galaxia de Andrómeda, está revelando su historia.

Estos resultados se encuentran en un nuevo artículo titulado “Observaciones DESI de la galaxia de Andrómeda: revelando la historia de inmigración de nuestro vecino más cercano”. Aparecerá en The Astrophysical Journal, y el autor principal es Arjun Dey, astrónomo del NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias, la instalación responsable de DESI.

DESI muestra que hace unos dos mil millones de años, otra galaxia se fusionó con Andrómeda. Las posiciones y movimientos de unas 7500 estrellas medidas por DESI revelan que procedían de otra galaxia. La teoría nos decía que así fue como Andrómeda y otras galaxias se volvieron tan masivas, pero ahora hay un creciente cuerpo de evidencia clara.

“Nuestras nuevas observaciones del gran vecino galáctico más cercano de la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda, revelan evidencia de un evento de inmigración galáctica con exquisito detalle”, explicó el autor principal Dey. “Aunque el cielo nocturno parezca inmutable, el Universo es un lugar dinámico. Las galaxias como M31 y nuestra Vía Láctea se construyen a partir de los componentes básicos de muchas galaxias más pequeñas a lo largo de la historia cósmica”.

La Vía Láctea experimentó una fusión similar hace entre 8 y 10 mil millones de años. La mayoría de las estrellas del halo de nuestra galaxia se originaron en una galaxia diferente y se unieron a la Vía Láctea como resultado de la antigua fusión. Los astrónomos pueden aprender más sobre la historia antigua de la Vía Láctea observando de cerca este evento de fusión similar y más reciente en Andrómeda.

“Nunca antes habíamos visto esto tan claramente en los movimientos de las estrellas, ni habíamos visto algunas de las estructuras que resultan de esta fusión”, dijo Sergey Koposov, astrofísico de la Universidad de Edimburgo y coautor del artículo. “Nuestra imagen emergente es que la historia de la galaxia de Andrómeda es similar a la de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los halos internos de ambas galaxias están dominados por un solo evento de inmigración”.

Por primera vez, podemos vislumbrar las estructuras que se formaron como resultado de la fusión. “Las firmas de observación esperadas de la migración galáctica incluyen flujos de escombros, caparazones, anillos y penachos, los resultados esperados de las interacciones de fusión entre las grandes galaxias y sus compañeras”, escriben los autores en su artículo.

“Encontramos evidencia cinemática clara de estructuras de caparazón en las regiones de la Corriente Estelar Gigante, la Plataforma Noreste y la Plataforma Occidental”, afirma el documento. “La cinemática es notablemente similar a las predicciones de los modelos dinámicos construidos para explicar la morfología espacial del halo interior. Los resultados son consistentes con la interpretación de que gran parte de la subestructura en el halo interno de M31 es producida por un solo evento de inmigración galáctica hace 1 o 2 Gyr”.

“Si bien se han detectado previamente indicios de estructuras coherentes en M31, esta es la primera vez que se ven con tanto detalle y claridad en una galaxia más allá de la Vía Láctea”, escriben los autores en su artículo. “Las observaciones revelan una estructura cinemática intrincada y coherente en las posiciones y velocidades de las estrellas individuales: corrientes, cuñas y chevrones”.

Aunque las posiciones y velocidades de las 7500 estrellas juegan un papel importante en estos hallazgos, también lo hizo la metalicidad estelar. El equipo encontró estrellas de alta metalicidad en todas las subestructuras derivadas de la fusión. “Encontramos un número significativo de estrellas ricas en metales en todas las subestructuras detectadas, lo que sugiere que la galaxia (o galaxias) progenitora tenía una historia de formación estelar extendida, quizás más representativa de las galaxias más masivas”, explican los autores en su conclusión.

El estudio destaca las similitudes entre Andrómeda y la Vía Láctea, fortaleciendo la idea teórica de que las fusiones juegan un papel clave en la evolución y el crecimiento galáctico. “M31 es notablemente similar a la Vía Láctea en que los halos internos de ambas galaxias están dominados por estrellas de un solo evento de acreción”, afirma el artículo. “De hecho, un estudio reciente de la cinemática de las estrellas de la Vía Láctea cerca del Sol informa subestructuras cinemáticas en forma de cheurón que recuerdan a las que se informan aquí”.

El poder de DESI está a la vista en esta investigación. Los resultados se derivan de la capacidad de DESI para recopilar espectros de 5000 objetos simultáneamente. Este complejo instrumento es el espectrógrafo de estudio multiobjeto más poderoso del mundo y puede reconfigurar sus 5000 planos focales separados en solo dos minutos a medida que cambia de objetivo.

“Es asombroso que podamos mirar hacia el cielo y leer miles de millones de años de la historia de otra galaxia tal como está escrito en los movimientos de sus estrellas”.

Fue diseñado para medir los espectros de más de 40 mil millones de galaxias y cuásares distantes para mapear la estructura a gran escala del Universo y cómo la energía oscura alimenta su expansión. En el camino, nos muestra cómo las galaxias se fusionan con el tiempo.

“Esta ciencia no podría haberse hecho en ninguna otra instalación en el mundo. La asombrosa eficiencia, el rendimiento y el campo de visión de DESI lo convierten en el mejor sistema del mundo para llevar a cabo un estudio de las estrellas en la galaxia de Andrómeda”, dijo Dey. “En solo unas pocas horas de tiempo de observación, DESI pudo superar más de una década de espectroscopia con telescopios mucho más grandes”.

“Es asombroso que podamos mirar al cielo y leer miles de millones de años de la historia de otra galaxia tal como está escrito en los movimientos de sus estrellas: cada estrella cuenta parte de la historia”, dijo el coautor Joan R. Najita, también de NOIRLab. . “Nuestras observaciones iniciales superaron nuestras expectativas más descabelladas y ahora esperamos realizar un estudio de todo el halo M31 con DESI. ¡Quién sabe qué nuevos descubrimientos aguardan!”

Con información de UniverseToday.com