El chorro de estrellas de Sagitario como responsable de los brazos espirales y el núcleo barrado de la Vía Láctea

Fuente: Francis (th)E mule

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es una galaxia espiral con un núcleo barrado, pero nadie entiende el porqué. La explicación podría ser el canibalismo galáctico. En concreto, la interacción entre nuestra galaxia y una galaxia elíptica enana llamada Sagitario que se encuentra muy cerca del disco galáctico, pero en el lado opuesto a nuestro Sol respecto al centro galáctico. Así lo concluye un nuevo estudio numérico publicado en Nature. ¿Cómo es posible que una galaxia tan pequeña puede haber tenido tanta influencia? La respuesta, según una extrapolación realizada en el estudio, es que la masa original de Sagitario era 100 000 veces mayor que la que se observa en la actualidad. Sagitario era enorme y su interacción con la Vía Láctea modeló la estructura a gran escala de nuestra galaxia. Un interesante estudio que traerá polémica, sin lugar a dudas. Nos lo cuenta Curtis Struck, “Astrophysics: Rough times in the Galactic countryside,” Nature 477: 286–287, 15 September 2011, haciéndose eco del artículo técnico de Chris W. Purcell et al., “The Sagittarius impact as an architect of spirality and outer rings in the Milky Way,” Nature 477: 301–303, 15 September 2011.
La figura que abre esta entrada muestra una imagen de los enormes chorros de materia y estrellas que atraviesan el plano de la galaxia espiral NGC 5907, prueba de que esta galaxia ha canibalizado a una pequeña galaxia elíptica. Una imagen similar de nuestra Vía Láctea es imposible de obtener, salvo mediante simulaciones numéricas, como la imagen de más abajo. Los astrónomos han observado trozos de estos chorros en nuestra galaxia en la última década, pero son muy débiles y muy difíciles de estudiar. Por supuesto, el más estudiado es el chorro de Sagitario, el producido por la interacción entre la Vía Láctea y la galaxia enana Sagitario que fue descubierta en 1994. Si el tamaño original de la galaxia Sagitario según los modelos teóricos de Purcell y sus colegas era unas 100 000 veces más masa que la observada en la actualidad, los chorros de materia y estrellas que atraviesan nuestra galaxia tienen que ser enormes. Futuros telescopios quizás sean capaces de observarlos en todo su esplendor.

Las simulaciones por ordenador del canibalismo galáctico requieren incluir la cantidad de materia oscura que hay en el halo galáctico de la Vía Láctea así como la cantidad de materia oscura que se supone que tenía originalmente la galaxia Sagitario (en la actualidad su materia oscura es muy pequeña porque la ha perdido en los grandes chorros producidos durante la interacción con la Vía Láctea). Los autores del estudio han estimado la cantidad de materia oscura a partir del modelo cosmológico de consenso ΛCDM (donde Λ representa la expansión cósmica acelerada del Universo y CDM que la materia está dominada por materia oscura fría). El resultado estimado indica que su masa original era entre 10 ^10,5 y 10 ¹¹ M _⊙ (donde M _⊙ es la masa del Sol).

Las simulaciones por ordenador indican que las interacciones entre Sagitario y la Vía Láctea fueron las responsables de la formación de los grandes brazos espirales de nuestra galaxia y de su núcleo barrado. Bastan tres cruces de Sagitario a través del plano galáctico para formar las características observadas en la actualidad. En estas colisiones la galaxia enana pierde enormes cantidades de masa; por ejemplo, en la primera colisión se estima que perdió del orden del 75% de su materia oscura. Aunque los resultados precisos son sensibles a las condiciones estelares iniciales, los autores del estudio han realizado gran número de simulaciones con diferentes distribuciones de materia. Aunque todas las simulaciones no coinciden con las características observadas, sorprende que las diferencias sean más pequeñas de lo esperado. La formación de brazos y de un núcleo barrado parece una característica genérica resultado del canibalismo galáctico.
La decisión final sobre si los resultados de las simulaciones son correctos vendrá a partir de las observaciones detalladas de los grandes chorros de materia y estrellas que rodean a nuestra galaxia. La cinemática y las propiedades de estos chorros de desechos de Sagitario debidos a las corrientes de marea gravitatorias de nuestra galaxia permitirá confirmar las simulaciones numéricas. Una vez confirmado, nuevas simulaciones permitirán estudiar el futuro de la evolución de nuestra galaxia, que como todos sabemos, acabará colisionando contra nuestra galaxia “hermana” Andrómeda.
PS: En ABC tenéis un vídeo de las simulaciones que merece la pena ver: J. de Jorge, “¿Cómo le salieron los brazos a nuestra galaxia?,” ABC Ciencia, 14 sep. 2011.