Las estrellas individuales envejecidas ayudaron a fechar un evento temprano de fusión.
Una nueva investigación proporciona la mejor evidencia hasta la fecha sobre el momento en que se unió nuestra Vía Láctea temprana, incluida la fusión con una galaxia satélite clave.

Usando métodos relativamente nuevos en astronomía, los investigadores pudieron identificar las edades más precisas actualmente posibles para una muestra de alrededor de cien estrellas gigantes rojas en la galaxia.

Con estos y otros datos, los investigadores pudieron mostrar lo que estaba sucediendo cuando la Vía Láctea se fusionó con una galaxia satélite en órbita, conocida como Gaia-Enceladus, hace unos 10 mil millones de años.

Sus resultados fueron publicados el 17 de mayo de 2021 en la revista Nature Astronomy.

“Nuestra evidencia sugiere que cuando ocurrió la fusión, la Vía Láctea ya había formado una gran población de sus propias estrellas”, dijo Fiorenzo Vincenzo, coautor del estudio y miembro del Centro de Cosmología y Física de Astropartículas de la Universidad Estatal de Ohio.

Muchas de esas estrellas “caseras” terminaron en el disco grueso en el medio de la galaxia, mientras que la mayoría de las que fueron capturadas de Gaia-Enceladus están en el halo exterior de la galaxia.

“Se cree que el evento de fusión con Gaia-Enceladus es uno de los más importantes en la historia de la Vía Láctea, y da forma a cómo la observamos hoy”, dijo Josefina Montalbán, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido. , quien lideró el proyecto.

Al calcular la edad de las estrellas, los investigadores pudieron determinar, por primera vez, que las estrellas capturadas de Gaia-Encelado tienen edades similares o ligeramente más jóvenes en comparación con la mayoría de las estrellas que nacieron dentro de la Vía Láctea.

Una fusión violenta entre dos galaxias no puede evitar sacudir las cosas, dijo Vincenzo. Los resultados mostraron que la fusión cambió las órbitas de las estrellas que ya estaban en la galaxia, haciéndolas más excéntricas.

Vincenzo comparó los movimientos de las estrellas con una danza, donde las estrellas de la antigua Gaia-Encelado se mueven de manera diferente a las nacidas dentro de la Vía Láctea. Las estrellas incluso se “visten” de manera diferente, dijo Vincenzo, con estrellas del exterior que muestran diferentes composiciones químicas de las nacidas dentro de la Vía Láctea.

Los investigadores utilizaron varios enfoques y fuentes de datos diferentes para realizar su estudio.

Una forma en que los investigadores pudieron obtener edades tan precisas de las estrellas fue mediante el uso de la astrosismología, un campo relativamente nuevo que investiga la estructura interna de las estrellas.

Los astrosismólogos estudian las oscilaciones en las estrellas, que son ondas sonoras que se extienden a través de sus interiores, dijo Mathieu Vrard, investigador asociado postdoctoral en el Departamento de Astronomía del Estado de Ohio.

“Eso nos permite obtener edades muy precisas para las estrellas, que son importantes para determinar la cronología de cuándo ocurrieron los eventos en la Vía Láctea temprana”, dijo Vrard.

El estudio también utilizó un estudio espectroscópico, llamado APOGEE, que proporciona la composición química de las estrellas, otra ayuda para determinar sus edades.

“Hemos demostrado el gran potencial de la astrosismología, en combinación con la espectroscopia, para determinar la edad de estrellas individuales”, dijo Montalbán.

Este estudio es solo el primer paso, según los investigadores.

“Ahora tenemos la intención de aplicar este enfoque a muestras más grandes de estrellas e incluir características aún más sutiles de los espectros de frecuencia”, dijo Vincenzo.

“Esto eventualmente conducirá a una visión mucho más nítida de la historia y evolución del ensamblaje de la Vía Láctea, creando una línea de tiempo de cómo se desarrolló nuestra galaxia”.

Referencia: “Datación cronológica del ensamblaje temprano de la Vía Láctea” por Josefina Montalbán, J. Ted Mackereth, Andrea Miglio, Fiorenzo Vincenzo, Cristina Chiappini, Gael Buldgen, Benoît Mosser, Arlette Noels, Richard Scuflaire, Mathieu Vrard, Emma Willett, Guy R. Davies, Oliver J. Hall, Martin Bo Nielsen, Saniya Khan, Ben M. Rendle, Walter E. van Rossem, Jason W. Ferguson y William J. Chaplin, 17 de mayo de 2021, Nature Astronomy.