Un nuevo estudio ha revelado pistas sobre cómo se forman y evolucionan galaxias como la Vía Láctea y por qué sus estrellas muestran patrones químicos sorprendentes.
La investigación, publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, explora el origen de una característica desconcertante en la Vía Láctea: la presencia de dos grupos distintos de estrellas con diferentes composiciones químicas, conocida como «bimodalidad química».
Cuando los científicos estudian estrellas cercanas al Sol, encuentran dos tipos principales según su composición química, específicamente, las cantidades de hierro (Fe) y magnesio (Mg) que contienen. Estos dos grupos forman «secuencias» separadas en un diagrama químico, a pesar de que se superponen en metalicidad (su riqueza en elementos pesados como el hierro). Esto ha desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo.
El nuevo estudio, dirigido por investigadores del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS), utiliza simulaciones informáticas avanzadas (denominadas simulaciones Auriga) para recrear la formación de galaxias como la Vía Láctea en un universo virtual. Mediante el análisis de 30 galaxias simuladas, el equipo buscó pistas sobre cómo se forman estas secuencias químicas.
Comprender la historia química de la Vía Láctea ayuda a los científicos a reconstruir cómo se formaron nuestra galaxia y otras similares. Esto incluye a nuestra galaxia hermana, Andrómeda, en la que aún no se ha detectado bimodalidad. También proporciona pistas sobre las condiciones del universo primitivo y el papel de los flujos de gas cósmico y las fusiones de galaxias.
«Este estudio demuestra que la estructura química de la Vía Láctea no es un modelo universal», afirmó el autor principal, Matthew Orkney, investigador del ICCUB y del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
Las galaxias pueden seguir diferentes trayectorias para alcanzar resultados similares, y esa diversidad es clave para comprender la evolución galáctica.
El estudio revela que galaxias como la Vía Láctea pueden desarrollar dos secuencias químicas distintas mediante diversos mecanismos. En algunos casos, esta bimodalidad surge de brotes de formación estelar seguidos de períodos de baja actividad, mientras que en otros resulta de cambios en la entrada de gas del entorno galáctico.
Contrariamente a las suposiciones previas, la colisión con una galaxia más pequeña conocida como Gaia-Salchicha-Encélado (GSE) no es una condición necesaria para que surja este patrón químico. En cambio, las simulaciones muestran que el gas pobre en metales del medio circungaláctico (CGM) desempeña un papel crucial en la formación de la segunda secuencia de estrellas.
Además, la forma de estas secuencias químicas está estrechamente relacionada con la historia de formación estelar de la galaxia.
A medida que nuevos telescopios como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y futuras misiones como PLATO y Chronos proporcionen datos más detallados sobre estrellas y galaxias, los investigadores podrán comprobar estos hallazgos y refinar nuestra visión del cosmos.
«Este estudio predice que otras galaxias deberían exhibir una diversidad de secuencias químicas. Esto pronto se comprobará en la era de los telescopios de 30 m, cuando este tipo de estudios en galaxias externas se convertirán en rutina», afirmó el Dr. Chervin Laporte, del ICCUB-IEEC, el CNRS-Observatorio de París y la Universidad Politécnica de Kavli.
«En última instancia, esto también nos ayudará a refinar aún más la trayectoria evolutiva física de nuestra propia Vía Láctea».
Con información de MNRAS
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