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(noticias nanowerk) Los astrónomos han identificado dos de los primeros bloques de construcción de la Vía Láctea: los llamados «Shakti» y «Shiva» parecen ser los restos de dos galaxias que se fusionaron con una versión temprana de la Vía Láctea hace 12 a 13 mil millones de años. De esta manera, contribuye al crecimiento inicial de nuestra galaxia de origen. El nuevo hallazgo es el equivalente astronómico a que los arqueólogos identifiquen rastros de un asentamiento original que creció hasta convertirse en una gran ciudad moderna. Esto requirió combinar datos de casi 6 millones de estrellas de la misión Gaia de la ESA con mediciones del estudio SDSS.
Los resultados fueron publicados en Diario astrofísico (“Shiva y Shakti: fragmentos protogalácticos propuestos en la Vía Láctea interior”).
![Una visualización de la Vía Láctea, con las estrellas de Shiva y Shakti mostradas como puntos de colores.](https://www.nanowerk.com/news2/space/id64901_1.jpg)
La historia temprana de nuestra galaxia natal, la Vía Láctea, se caracteriza por la conexión de galaxias más pequeñas, lo que da como resultado bloques de construcción relativamente grandes. Ahora Khyati Malhan y Hans-Walter Rix del Instituto Max Planck de Astronomía han logrado identificar dos de los primeros bloques de construcción que aún hoy son reconocibles como tales: fragmentos protogalácticos que se fusionaron con una versión temprana de nuestra Vía Láctea antes de 12 a 13 mil millones. Hace años, al comienzo de la era de formación de galaxias en el universo.
Los componentes, que los astrónomos llamaron Shakti y Shiva, fueron identificados combinando datos del satélite de astrometría Gaia de la ESA con datos del estudio SDSS. Para los astrónomos, el resultado es como si estuvieran encontrando huellas del primer asentamiento que evolucionó hasta convertirse en la gran ciudad actual.
Rastreando los orígenes de estrellas que provienen de otras galaxias
Cuando las galaxias chocan y se fusionan, ocurren varios procesos en paralelo. Cada galaxia lleva consigo su propia reserva de gas hidrógeno. Durante una colisión, estas nubes de gas hidrógeno se desestabilizan y en su interior se forman numerosas estrellas nuevas. Por supuesto, las galaxias entrantes ya tienen sus propias estrellas y, durante una fusión, las estrellas de las galaxias se mezclan.
A largo plazo, estas “estrellas en acreción” también formarán parte de la población estelar de la galaxia recién formada. Una vez que se complete la fusión, descubrir qué estrellas provienen de qué galaxia predecesora puede parecer imposible. De hecho, existen al menos algunas formas de rastrear el linaje de las estrellas.
La ayuda viene de la física fundamental. Cuando las galaxias chocan y sus poblaciones de estrellas se mezclan, la mayoría de las estrellas conservan propiedades muy básicas que están directamente relacionadas con la velocidad y dirección de la galaxia a partir de la cual se formaron. Las estrellas de la misma galaxia antes de la fusión tienen valores similares tanto en su energía como en lo que los físicos llaman momento angular, el impulso asociado con el movimiento o la rotación de la órbita. Para las estrellas que se mueven en el campo gravitacional de una galaxia, tanto la energía como el momento angular se conservan: permanecen iguales a lo largo del tiempo. Busque grandes grupos de estrellas con valores similares e inusuales de energía y momento angular, y es muy probable que encuentre un remanente de la fusión.
La información adicional puede facilitar la identificación. Las estrellas que se formaron más recientemente contienen más elementos más pesados, que los astrónomos llaman «metales», que las estrellas que se formaron hace mucho tiempo. Cuanto menor sea el contenido de metal (“metalicidad”), es probable que antes se haya formado la estrella. Si intentas identificar estrellas que existieron hace 13 mil millones de años, debes buscar estrellas con muy bajo contenido de metal («pobres en metal»).
Excavaciones virtuales en un gran conjunto de datos
Identificar las estrellas que se han unido a nuestra Vía Láctea como partes de otra galaxia sólo ha sido posible desde hace relativamente poco tiempo. Se requieren conjuntos de datos grandes y de alta calidad, y el análisis requiere una selección hábil de los datos para identificar la clase de objetos buscados. Un conjunto de datos de este tipo sólo está disponible desde hace unos pocos años.
El satélite de astrometría Gaia de la ESA proporciona un conjunto de datos ideal para este tipo de arqueología de big data galáctico. Lanzado en 2013, ha creado un conjunto de datos cada vez más preciso durante la última década que ahora incluye posiciones, cambios de posición y distancias de casi 1.500 millones de estrellas en nuestra galaxia.
Los datos de Gaia han revolucionado el estudio de la dinámica de las estrellas en nuestra galaxia y ya han llevado al descubrimiento de subestructuras previamente desconocidas. Esto incluye la llamada corriente Gaia Enceladus/Salchicha, un remanente de la fusión importante más reciente que nuestra galaxia experimentó hace entre 8 y 11 mil millones de años. Esto también incluye dos estructuras identificadas en 2022: la corriente Pontus identificada por Malhan y sus colegas y el “pobre viejo corazón” de la Vía Láctea identificado por Rix y sus colegas. Esta última es una población de estrellas que se formaron durante las primeras fusiones para formar la proto-Vía Láctea y que continúan viviendo en la región central de nuestra galaxia.
Rastros de Shakti y Shiva
Para su búsqueda actual, Malhan y Rix utilizaron datos de Gaia combinados con espectros estelares detallados del Sloan Digital Sky Survey (DR17). Estos últimos proporcionan información detallada sobre la composición química de las estrellas. Malhan dice: «Observamos que para una región particular de estrellas pobres en metales, las estrellas estaban apiñadas alrededor de dos combinaciones específicas de energía y momento angular».
A diferencia del “pobre viejo corazón” que también era visible en estos diagramas, los dos grupos de estrellas de ideas afines tenían un momento angular comparativamente grande, consistente con grupos de estrellas que formaban parte de galaxias separadas que se fusionaron a lo largo de la Vía Láctea. Malhan ha llamado a estas dos estructuras Shakti y Shiva, siendo esta última una de las principales deidades del hinduismo y la primera una fuerza cósmica femenina a menudo representada como la consorte de Shiva.
Sus valores de energía y momento angular, así como su baja metalicidad general, comparable a la del «pobre viejo corazón», hacen de Shakti y Shiva buenos candidatos para algunos de los primeros ancestros de nuestra Vía Láctea. Rix dice: «Shakti y Shiva podrían ser las dos primeras incorporaciones al 'pobre viejo corazón' de nuestra Vía Láctea, iniciando su crecimiento hasta convertirse en una gran galaxia».
Varios estudios, ya en marcha o que comenzarán en los próximos años, prometen datos adicionales relevantes, tanto espectros (SDSS-V, 4MOST) como distancias precisas (LSST/Observatorio Rubin), que deberían permitir a los astrónomos tomar una decisión segura sobre si Shakti y Shiva en realidad ofrecen una idea de la prehistoria más temprana de nuestra galaxia natal o no.
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