Gaia desenreda los antiguos hilos de la Vía Láctea

El telescopio espacial Gaia de la ESA ha desentrañado aún más la historia de nuestra galaxia, descubriendo dos sorprendentes corrientes de estrellas que se formaron y entrelazaron hace más de 12 mil millones de años.

El telescopio espacial Gaia de la ESA ha desentrañado aún más la historia de nuestra galaxia, descubriendo dos corrientes de estrellas que se formaron y entrelazaron hace más de 12 mil millones de años. Las dos corrientes, llamadas Shakti y Shiva, ayudaron a formar la Vía Láctea infantil. Ambos son tan antiguos que probablemente se formaron incluso antes que las partes más antiguas de los brazos espirales y el disco de nuestra galaxia actual. Esta imagen muestra la ubicación y distribución de las estrellas Shakti (amarilla) y Shiva (azul) en toda la Vía Láctea. Las corrientes fueron descubiertas utilizando el explorador de mil millones de estrellas de la ESA, Gaia. Las observaciones de Gaia permitieron a los investigadores determinar el contenido y la composición de las estrellas individuales, lo que a su vez reveló más de sus propiedades y mostró sus movimientos a través del espacio. CRÉDITO: ESA/Gaia/DPAC/K. Malhan, LICENCIA: CC BY-SA 3.0 IGO o Licencia estándar ESA

Las dos corrientes, llamadas Shakti y Shiva, ayudaron a formar la Vía Láctea infantil. Ambos son tan antiguos que probablemente se formaron incluso antes que las partes más antiguas de los brazos espirales y el disco de nuestra galaxia actual .

"Lo realmente sorprendente es que podamos detectar estas estructuras antiguas", dice Khyati Malhan del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg, Alemania, quien dirigió la investigación. "La Vía Láctea ha cambiado tan significativamente desde que nacieron estas estrellas que no esperaríamos reconocerlas tan claramente como grupo, pero los datos sin precedentes que estamos obteniendo de Gaia lo hicieron posible".

Utilizando observaciones de Gaia, los investigadores pudieron determinar las órbitas de estrellas individuales en la Vía Láctea, junto con su contenido y composición. “Cuando visualizamos las órbitas de todas estas estrellas, entre las estrellas de cierta composición química se destacaron dos nuevas estructuras”, añade Khyati. "Los llamamos Shakti y Shiva".

Fragmentos verdaderamente antiguos

Cada corriente contiene la masa de unos 10 millones de soles, con estrellas de entre 12 y 13 mil millones de años de edad que se mueven en órbitas muy similares con composiciones similares. La forma en que están distribuidos sugiere que pueden haberse formado como fragmentos distintos que se fusionaron con la Vía Láctea en una etapa temprana de su vida.

Ambas corrientes se dirigen hacia el corazón de la Vía Láctea. Gaia exploró esta parte de la Vía Láctea en 2022 utilizando una especie de 'arqueología galáctica'; esto mostró que la región estaba llena de las estrellas más antiguas de toda la galaxia, todas nacidas antes de que el disco de la Vía Láctea se hubiera formado adecuadamente.

La Vía Láctea tiene un pasado complicado. Nuestra galaxia está llena de estrellas que llegaron en diferentes momentos de la historia cósmica, entregadas cuando otra galaxia u objeto chocó con la Vía Láctea y posteriormente fue consumido. Esta imagen muestra algunas de estas diferentes poblaciones de estrellas, y cada color representa estrellas que se unieron a la Vía Láctea a través de un evento de colisión diferente. Dos de estas corrientes han sido descubiertas recientemente gracias al explorador de mil millones de estrellas de la ESA, Gaia. Los datos de Gaia permitieron a los investigadores determinar el contenido y la composición de las estrellas individuales que componen las corrientes Shakti (rosa) y Shiva (azul pálido), que a su vez revelaron más de sus propiedades y movimientos a través del espacio. De hecho, Gaia ha ayudado a revelar varias de estas colisiones pasadas. Los dos fotogramas muestran diferentes tipos de información sobre las estrellas comparadas entre sí (información relacionada con su energía y movimientos a medida que orbitan y se mueven a través del espacio) para crear las formas en forma de abanico y de diamante que se muestran aquí. El cuadro rectangular con la etiqueta "R" representa una "estructura en forma de cresta". CRÉDITO: ESA/Gaia/DPAC/K. Malhan et al. (2024), LICENCIA: CC BY-SA 3.0 IGO o Licencia Estándar ESA

“Las estrellas allí son tan antiguas que carecen de muchos de los elementos metálicos más pesados ​​creados más adelante en la vida del Universo. Estos metales pesados ​​son los que se forjan dentro de las estrellas y se esparcen por el espacio cuando mueren. Las estrellas en el corazón de nuestra galaxia son pobres en metales, por eso llamamos a esta región el 'pobre viejo corazón' de la Vía Láctea ", dice el coautor Hans-Walter Rix, también del MPIA y principal 'arqueólogo galáctico' del trabajo de 2022.

“Hasta ahora, sólo habíamos reconocido estos primeros fragmentos que se unieron para formar el antiguo corazón de la Vía Láctea. Con Shakti y Shiva, ahora vemos las primeras piezas que parecen relativamente antiguas pero situadas más alejadas. Estos significan los primeros pasos del crecimiento de nuestra galaxia hacia su tamaño actual”.

Impresión artística del satélite Gaia de la ESA observando la Vía Láctea. La imagen de fondo del cielo se ha elaborado a partir de datos de más de 1.800 millones de estrellas. Muestra el brillo total y el color de las estrellas observadas por Gaia publicadas como parte de la publicación temprana de datos 3 de Gaia (Gaia EDR3) en diciembre de 2020. CRÉDITO: Nave espacial: ESA/ATG medialab; Vía Láctea: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO. Agradecimiento: A. Moitinho. LICENCIA: CC BY-SA 3.0 IGO o Licencia Estándar ESA

Un árbol genealógico complejo

Si bien son muy similares, las dos corrientes no son idénticas. Las estrellas Shakti orbitan un poco más lejos del centro de la Vía Láctea y en órbitas más circulares que las estrellas Shiva. Oportunamente, los arroyos llevan el nombre de una pareja divina de la filosofía hindú que se une para crear el Universo (o macrocosmos).

Hace unos 12 mil millones de años, la Vía Láctea se veía muy diferente a la espiral ordenada que vemos hoy . Creemos que nuestra galaxia se formó a partir de la fusión de múltiples filamentos largos e irregulares de gas y polvo, formando estrellas y envolviéndose para provocar el nacimiento de nuestra galaxia tal como la conocemos. Parece que Shaki y Shiva son dos de estos componentes, y las futuras publicaciones de datos de Gaia pueden revelar más.

Khyati y Hans-Walter también construyeron un mapa dinámico de otros componentes conocidos que han desempeñado un papel en la formación de nuestra galaxia y fueron descubiertos utilizando datos de Gaia. Estos incluyen Gaia-Sausage-Enceladus, LMS1/Wukong, Arjuna/Sequoia/I'itoi y Pontus. Todos estos grupos de estrellas forman parte del complejo árbol genealógico de la Vía Láctea , algo en lo que Gaia ha trabajado para construir durante la última década.

"Revelar más sobre la infancia de nuestra galaxia es uno de los objetivos de Gaia, y sin duda lo está logrando", afirma Timo Prusti, científico del proyecto Gaia en la ESA. “Necesitamos identificar las diferencias sutiles pero cruciales entre las estrellas de la Vía Láctea para comprender cómo se formó y evolucionó nuestra galaxia. Esto requiere datos increíblemente precisos y ahora, gracias a Gaia, tenemos esos datos. A medida que descubrimos partes sorprendentes de nuestra galaxia, como las corrientes Shiva y Shakti, llenamos los vacíos y pintamos una imagen más completa no sólo de nuestro hogar actual, sino también de nuestra historia cósmica más temprana”.

Una impresión artística de nuestra galaxia, la Vía Láctea, una "galaxia espiral barrada" de aproximadamente 13 mil millones de años que alberga unos cientos de miles de millones de estrellas. A la izquierda, una vista de frente muestra la estructura espiral del Disco Galáctico, donde se encuentran la mayoría de las estrellas, intercalada con una mezcla difusa de gas y polvo cósmico. El disco mide unos 100.000 años luz de diámetro y el Sol se encuentra aproximadamente a mitad de camino entre su centro y su periferia. A la derecha, una vista de canto revela la forma aplanada del disco. Las observaciones apuntan a una subestructura: un disco delgado de unos 700 años luz de altura incrustado en un disco grueso, de unos 3.000 años luz de altura y poblado de estrellas más antiguas. El borde a la vista también muestra el Bulto Galáctico, ubicado en la parte central de la Vía Láctea y que alberga alrededor de 10 mil millones de estrellas, en su mayoría viejas y rojas. El bulto, también visible en la vista frontal de la izquierda, tiene una forma general alargada que se asemeja a la de una barra con forma de maní, con una longitud media de unos 10.000 años luz, lo que convierte a la Vía Láctea en una espiral barrada. galaxia. Más allá del disco y el bulbo se encuentra el halo estelar, una estructura aproximadamente esférica con un radio de unos 100.000 años luz, que contiene estrellas aisladas así como muchos cúmulos globulares: conglomerados grandes y compactos de algunas de las estrellas más antiguas de la Galaxia. A mayor escala, la Vía Láctea está incrustada en un halo aún mayor de materia oscura invisible. CRÉDITO: Izquierda: NASA/JPL-Caltech; derecha: ESA; diseño: ESA/ATG medialab, LICENCIA: Licencia estándar de la ESA

Notas para editores

' Shiva y Shakti: presuntos fragmentos protogalácticos en la Vía Láctea interior ' por K. Malhan y H.-W. Rix (2024) se publica en  The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ad1885

El telescopio espacial Gaia de la ESA se lanzó el 19 de diciembre de 2013 y ha estado estudiando los cielos desde 2014. En este tiempo, la misión ha cambiado nuestra comprensión de la Vía Láctea, revelando su forma y estructura y revelando cómo las fusiones han afectado a las estrellas. que llaman hogar a nuestra galaxia. Lea más sobre algunos de los logros clave del telescopio.

Para obtener más información, póngase en contacto con:

Relaciones con los medios de la ESA

Correo electrónico: media@esa.int

Publicado en ESA el 21 de marzo del 2024, enlace publicación.