De cómo la colisión contra la galaxia Kraken cambió la Vía Láctea para siempre

By 17/11/2020 Portal

A lo largo de su dilatada existencia la Vía Láctea, nuestro hogar en el espacio, se ha fusionado ya con una veintena de otras galaxias, cinco de ellas formadas por más de 100 millones de estrellas. Esa es una de las conclusiones del primer “árbol genealógico” de la galaxia elaborado por un equipo internacional de astrónomos y recién publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El nuevo análisis se centra en los antiguos y densos cúmulos de estrellas que orbitan la Vía Láctea, llamados cúmulos globulares, y ha hecho posible contar el relato más completo hasta la fecha de sus fusiones desde los lejanos tiempos de su formación. Pero no solo eso. Entre los datos, en efecto, se ha encontrado también un evento de fusión que los científicos desconocían por completo. Uno que tuvo lugar hace 11.000 millones de años y que cambió por completo la forma de la Vía Láctea. Los astrónomos han bautizado a esa galaxia, que al final también fue absorbida por la nuestra, como “Kraken”, en recuerdo al monstruoso calamar gigante de la mitología marina.

El gráfico muestra el “árbol genealógico” de la Vía Láctea, en el que se reflejan todos los eventos conocidos de colisión con otras galaxias

Kruijssen et al., MNRAS 2020
La clave, en los cúmulos globulares
Vistos desde fuera, los cúmulos globulares parecen densas y apretadas “bolas de estrellas”. De hecho, contienen tantas (entre 100.000 y un millón) y en tan poco espacio (apenas unos pocos años luz) que si estuviéramos en el interior de uno de ellos el cielo nocturno sería un mar de luz blanca, fruto del brillo combinado de todas esas estrellas, tan cercanas entre sí que sería difícil distinguirlas individualmente. Se trata, además, de objetos de extrema antigüedad, casi tanto como el propio Universo. En cualquier cúmulo globular, todas sus estrellas se formaron al mismo tiempo, a partir de la misma nube de gas, y eso significa que es posible utilizar su composición química para determinar sus orígenes.

Sin embargo, eso es solo una parte del rompecabezas. En la Vía Láctea hay unos 150 cúmulos globulares, y tratar de reconstruir sus movimientos orbitales y su forma actual (algunos se han estirado en forma de largas corrientes de estrellas) también puede ser de gran ayuda para determinar de dónde vienen.

Y eso es, precisamente, lo que han hecho los autores de este trabajo al utilizar una red neuronal para simular cómo los cúmulos globulares giran alrededor de galaxias similares a la nuestra. Las simulaciones, llamadas E-MOSAICS, abarcan toda la vida útil de los cúmulos globulares, desde que se forman hasta que desaparecen.

“El principal desafío de conectar las propiedades de los cúmulos globulares con la historia de la fusión de su galaxia anfitriona -explica Diederik Kruijssen, de la Universidad alemana de Heidelberg y primer firmante del artículo- siempre ha sido que el ensamblaje de galaxias es un proceso extremadamente complicado, durante el cual las órbitas de los cúmulos globulares se reorganizan por completo. Probamos el algoritmo decenas de miles de veces en las simulaciones y nos sorprendió la precisión con la que fue capaz de reconstruir las historias de fusión de las galaxias simuladas, y todo usando solo sus poblaciones de cúmulos globulares”.

Con datos reales
El siguiente paso fue el de alimentar al software con datos reales. Durante los últimos años, el satélite Gaia se ha dedicado a hacer un detallado mapa de la galaxia, con una enorme precisión no solo en el espacio, sino también en el tiempo. Lo cual ha facilitado los datos más precisos hasta ahora sobre las posiciones y movimientos de los objetos de la galaxia durante su evolución y permitido algunos descubrimientos fascinantes sobre la historia de nuestro hogar espacial.

Utilizando los datos de Gaia, los investigadores agruparon los cúmulos globulares en función de su movimiento orbital. De hecho, se cree que los cúmulos con órbitas similares alrededor de la Vía Láctea proceden del mismo lugar, es decir, de galaxias que fueron “devoradas” por la Vía Láctea en algún momento del pasado.

Tras procesar los datos, los resultados mostraron cinco grandes colisiones galácticas. Algo que sorprendió mucho a los investigadores, ya que hasta ahora solo se conocían cuatro: la galaxia Gaia-Encelado, también conocida como Salchicha Gaia, devorada por la Vía Láctea hace unos 9 mil millones de años; los arroyos Helmi, restos de una fusión hace unos 10 mil millones de años; la galaxia Sequoia, que se fusionó con la Vía Láctea hace unos 9 mil millones de años; y la galaxia enana de Sagitario, que ha atravesado repetidamente la Vía Láctea durante los últimos miles de millones de años.

¿Pero y la quinta y desconocida colisión predicha por los resultados? El evento fue reconstruido a partir de un grupo recientemente descubierto de cúmulos globulares que coinciden casi exactamente con las propiedades de una colisión previamente desconocida, pero muy importante, contra una galaxia que el equipo bautizó con el nombre de “Kraken”.

“La colisión con Kraken -asegura Kruijssen- debe haber sido la más importante que haya experimentado la Vía Láctea. Antes, se pensaba que la fusión con la galaxia Gaia-Encelado hace 9.000 millones de años fue el evento de colisión más grande. Sin embargo, el encuentro con Kraken tuvo lugar hace 11.000 millones de años, cuando la Vía Láctea era cuatro veces menos masiva. Como resultado, la colisión con Kraken tuvo que transformar drásticamente el aspecto que tenía nuestra galaxia en aquel momento”.

Con toda esa información en la mano, Kruijssen y su equipo elaboraron un “árbol genealógico” de la Vía Láctea que describe la historia de todas sus colisiones: cinco principales, con galaxias que contenían más de 100 millones de estrellas y que tuvieron lugar entre hace 6.000 y 11.000 millones de años; y alrededor de otros quince eventos de fusión más pequeños, con galaxias que contenían cerca de 10 millones de estrellas.

“Hasta ahora -concluye Kruijssen- ya se han encontrado los restos de más de cinco de estas galaxias (mezclados con la nuestra). Con los telescopios actuales y futuros, debería ser posible encontrarlas a todas”.