Una nueva investigación está proporcionando nuevos conocimientos sobre cómo se forman, evolucionan con el tiempo y desarrollan patrones químicos inesperados en sus estrellas galaxias como la Vía Láctea.
Publicado en Boletín mensual de la Real Sociedad AstronómicaEl estudio examina el origen de un antiguo misterio en la Vía Láctea: dos grupos de estrellas claramente definidos con diferentes firmas químicas, una característica conocida como “bimodalidad química”.
Cuando los investigadores observan estrellas cercanas al Sol, identifican constantemente dos clases principales según las cantidades relativas de hierro (Fe) y magnesio (Mg) que contienen. Estas secciones forman dos “secuencias” separadas en el gráfico químico, aunque se superponen en metalicidad (cuán ricas son en elementos pesados como el hierro). Esta inusual división ha desconcertado a los astrónomos durante años.
Las simulaciones revelan cómo puede ocurrir la disociación química
Para investigar por qué aparece esta estructura, investigadores del Instituto de Ciencias del Cosmos (ICCUB) y del Centro Nacional de la Investigación Científica (CNRS) de la Universidad de Barcelona utilizaron modelos informáticos avanzados (llamados simulaciones Auriga) para recrear la estructura de galaxias como la Vía Láctea dentro de un universo virtual. Al examinar 30 galaxias simuladas, el equipo buscó procesos que pudieran dar forma a estas secuencias químicas.
Obtener una imagen más clara de la evolución química de la Vía Láctea ayuda a los científicos a comprender cómo nuestra galaxia, junto con otras, se fusionó a lo largo del tiempo cósmico. Entre ellas se incluye Andrómeda, la galaxia compañera más cercana a la Vía Láctea, donde aún no se ha detectado una bimodalidad química similar. Los conocimientos de este trabajo también arrojan luz sobre las condiciones del universo temprano y el papel de los flujos de gas y las fusiones pasadas.
“Este estudio muestra que la composición química de la Vía Láctea no es un modelo universal”, dijo el autor principal Mathieu Orcony, investigador del ICCUB y del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
“Las galaxias pueden seguir caminos diferentes para alcanzar resultados similares, y esa diversidad es clave para comprender la evolución de las galaxias”.
Múltiples rutas hacia la estructura química dual de la Vía Láctea
Los resultados indican que galaxias como la Vía Láctea pueden formar dos secuencias químicas distintas a través de diferentes vías. Una posibilidad es un ciclo de intensa formación estelar seguido de un período de calma. El otro implica variaciones en el flujo de gas hacia una galaxia desde su entorno.
La investigación también cuestiona una explicación anterior que involucraba una pequeña galaxia conocida como Gaia-Sausage-Enceladus (GSE). Aunque esta pasada colisión afectó a la Vía Láctea, las simulaciones muestran que no es necesaria para producir una separación química. En cambio, el gas pobre en metales procedente del medio circungaláctico (CGM) parece desempeñar un papel central en la formación de la segunda rama de las estrellas.
Los investigadores descubrieron que la forma específica de las dos secuencias químicas está estrechamente relacionada con la historia de formación estelar de la galaxia.
Nuevas observaciones ayudarán a probar esta predicción.
A medida que futuras misiones como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y PLATO y Chronos recopilen datos más precisos, los científicos podrán probar estas predicciones de simulación y perfeccionar los modelos de cómo evolucionan las galaxias.
“Este estudio predice que otras galaxias exhibirán una diversidad de secuencias químicas. Esto pronto será explorado en la era de los telescopios de 30 metros, donde este tipo de estudios en galaxias externas se convertirán en rutina”, dijo el Dr. Chervin Laporte de ICCUB-IEEC, CNRS-Observatoire de IPMU e IPMU.
“En última instancia, esto nos ayudará a refinar aún más el camino evolutivo físico de nuestra propia Vía Láctea”.
