La Vía Láctea, alcanzó su tamaño actual, en parte, al incorporar galaxias más pequeñas. Nuevos datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la ESA muestran pruebas definitivas de que una galaxia enana se fusionó con la joven Vía Láctea en las primeras fases de su evolución. Este hallazgo amplía el conocimiento sobre la historia de nuestra galaxia 1.8 mil millones de años más atrás en el tiempo que hasta ahora. Los resultados se publican en la revista Nature Astronomy.
La Vía Láctea es hoy en día una enorme galaxia espiral que alberga cientos de miles de millones de estrellas. Sin embargo, nuestra galaxia no siempre fue tan grande; ha crecido formando nuevas estrellas a partir de sus nubes de gas, así como incorporando estrellas, gas y materia oscura de otras galaxias a través de fusiones.
La fusión masiva más reciente en la historia de nuestra galaxia tuvo lugar con la galaxia enana de Sagitario, comenzó hace más de 6.000 millones de años y aún continúa hoy en día. Al remontarse a un pasado aún más lejano, los investigadores descubrieron que la Vía Láctea absorbió otra galaxia enana llamada Gaia-Sausage-Enceladus hace 10.000 millones de años. Esta antigua fusión afectó en gran medida a la estructura del disco estelar de nuestra galaxia. Entre estas dos fusiones se produjeron otras de menor envergadura.
Pero la historia de nuestra galaxia no se detiene ahí. Tanto las observaciones como las simulaciones han sugerido que otra gran fusión precedió a estas dos, aunque los detalles concretos del suceso han sido objeto de un intenso debate. Ahora, el Hubble ha descubierto pruebas definitivas de una fusión anterior que tuvo lugar hace unos 11.800 millones de años, es decir, tan solo 2.000 millones de años después del Big Bang.
“Nuestro hogar es la Vía Láctea, pero no sabemos cómo se construyó nuestra casa”, afirma Davide Massari, autor principal e investigador del Observatorio de Astrofísica y Ciencias Espaciales de Bolonia, en Italia. “En este artículo descubrimos de dónde procedió el primer lote significativo de ladrillos: una galaxia enana a la que llamamos LKH”, añade.
Yacimientos arqueológicos cósmicos
Los estudios astronómicos y los datos de precisión procedentes de naves espaciales como la misión Gaia de la ESA han sido fundamentales para reconstruir la historia de nuestra galaxia. Cuanto más atrás en la historia de nuestra galaxia se remonta, más difícil resulta determinar qué ocurrió. Cuando la Vía Láctea era joven, era más pequeña y su tamaño se asemejaba mucho más al de las galaxias con las que chocó. También era más caótica y es posible que los indicios de las fusiones se hayan borrado a lo largo de miles de millones de años.
Es en este pasado turbio donde el Hubble ha puesto su mirada. El equipo de investigación utilizó este telescopio espacial para estudiar algunos de los cúmulos globulares de la Vía Láctea: inmensas agrupaciones, más o menos esféricas, de entre decenas de miles y varios millones de estrellas. Los cúmulos globulares contienen algunas de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia y pueden actuar como yacimientos arqueológicos cósmicos que conservan estrellas de otras galaxias que la Vía Láctea ha incorporado.
“Gracias a la alta resolución y profundidad de las imágenes del Hubble, pudimos medir la edad y el contenido en metales de estos cúmulos con una precisión sin precedentes”, afirma Chiara Zerbinati, coautora del estudio, de la Universidad de Bolonia (Italia). “Junto con las mediciones de Gaia, esto nos permitió distinguir una población de cúmulos globulares que se diferencia del resto. Se trata de los cúmulos que nacieron en LKH, y nos indican cuándo fue devorada esa galaxia por la nuestra, así como cuál era su masa”, señala.
El equipo analizó las observaciones del Hubble de 39 cúmulos globulares situados en los 20.000 años luz más cercanos de nuestra galaxia, donde deberían conservarse los rastros de las fusiones más antiguas. Esperaban que esta muestra contuviera tanto cúmulos globulares formados en la joven Vía Láctea como otros procedentes de la galaxia enana Gaia-Sausage-Enceladus, incorporados hace unos 10.000 millones de años.
Utilizando las sensibles observaciones del Hubble para determinar la edad precisa de cada cúmulo y su metalicidad asociada —la abundancia de elementos más pesados que el helio—, se determinó que existía una tercera población de cúmulos globulares en las regiones internas de nuestra galaxia. El equipo descubrió que estos cúmulos son más antiguos que el grupo procedente de la fusión de Gaia-Sausage-Enceladus, pero más jóvenes que los nacidos en la Vía Láctea, independientemente de su contenido en metales.
Por lo tanto, estos cúmulos proceden de una fusión independiente y aún más antigua, en la que la Vía Láctea absorbió una galaxia enana que contenía aproximadamente 500 millones de veces la masa del Sol en estrellas, lo que representaba una fracción significativa de la masa de nuestra galaxia en aquel momento. Bautizaron a esta galaxia enana como Low-energy-Kraken-Heracles, o LKH, en honor a tres artículos de investigación anteriores que defendían la idea de una fusión en las primeras etapas de la historia de nuestra galaxia.
Una fusión de tal magnitud en una etapa tan temprana de la formación de la Vía Láctea tiene profundas implicaciones para su evolución. «No solo las estrellas nacidas en una galaxia externa pasan a formar parte de la nuestra, sino que el impacto de la fusión puede modificar la estructura de nuestra Galaxia e incluso provocar la formación de nuevas estrellas en ella», afirma Carme Gallart, del IAC. «Aquí hemos demostrado que esta fusión pasada fue lo suficientemente masiva como para tener un profundo impacto en la Vía Láctea primitiva», subraya.
El equipo tiene previsto continuar su trabajo para desentrañar la historia de la Vía Láctea mediante el estudio de sus cúmulos globulares, con el objetivo de caracterizar todas las fusiones masivas que ha experimentado nuestra galaxia a lo largo de la historia cósmica.
“El Hubble está observando cúmulos globulares que nunca antes se habían estudiado, y esto nos ayudará a caracterizar los eventos de fusión que tuvieron lugar hace mucho tiempo en la historia de la Vía Láctea”, afirma Fernando Aguado-Agelet, investigador de la Universidad de Vigo y la Universidad de La Laguna, y coautor del estudio.
