Por Julio Carballo – Bello, investigador postdoctoral MAS y del Instituto de Astrofísica UC 

¿Cómo se formó el universo? ¿Y las galaxias? ¿Qué tienen en común el proceso que dio lugar a la formación de la Vía Láctea y el que originó los otros billones de galaxias descubiertas hasta la fecha? Estas preguntas se enmarcan dentro de la rama de la astrofísica que llamamos Cosmología. Intentamos responderlas ayudándonos de los fenómenos que somos capaces de observar con nuestros instrumentos.

Uno de los retos principales que enfrentan los investigadores dedicados a esta disciplina es tratar de explicar, en una única teoría, la formación y evolución desde las galaxias más alejadas que conocemos hasta nuestra propia casa, la Vía Láctea. Las simulaciones de computador más potentes, que incorporan toda la física que estimamos relevante, demuestran que galaxias complejas como la que habitamos se formaron mediante la fusión o asimilación de otras galaxias mucho más pequeñas, que poco a poco fueron devoradas por la naciente Vía Láctea. En este proceso de canibalismo galáctico, las galaxias menos masivas acabaron siendo destruidas y sus componentes pasaron a formar parte de nuestra galaxia.

Como en todo crimen, los investigadores esperan encontrar algún tipo de pista que les lleve a comprender lo que ocurrió hace miles de millones de años. Las simulaciones predicen que las galaxias que han sido víctimas del apetito de la Vía Láctea deberían dejar rastros de estrellas denominados corrientes de marea. Y, en efecto, gracias a cartografiados de grandes áreas del cielo en las últimas dos décadas, los arqueólogos galácticos han podido demostrar que esas trazas de estrellas existen. Es más, si somos capaces de decodificar correctamente la información que contienen esas corrientes de marea, seremos capaces de averiguar dónde y cuándo se produjeron, la composición química de sus galaxias progenitoras y sus órbitas.

Además de contribuir con estrellas individuales, las galaxias enanas asimiladas habrían aportado sus cúmulos globulares, grupos compuestos por entre cientos de miles y millones de estrellas concentradas en un volumen muy pequeño.  Sospechamos que, de los alrededor de 150 cúmulos globulares que hay en la Vía Láctea, un número aún indeterminado nacieron en otras galaxias y luego fueron acrecidos por la nuestra. Recientemente, hemos intentado confirmar la hipótesis de que Whiting1, un cúmulo pequeño y poco estudiado, se formó en la galaxia enana de Sagitario y posteriormente fue asimilado por la Vía Láctea. Para ello, observamos con VLT (siglas en inglés para “Telescopio Muy Grande”) una muestra de 100 estrellas en los alrededores del cúmulo y derivamos su velocidad respecto al Sol utilizando sus espectros estelares.

Nuestros resultados mostraron que una fracción importante de las estrellas observadas tenía velocidades incompatibles con su posición en la Vía Láctea, es decir, estas estrellas podrían pertenecer a una galaxia acrecida. Como hemos dicho, nuestra principal sospecha era que este cúmulo se formó en Sagitario y efectivamente, cuando comparamos las velocidades medidas por nosotros con las predichas por los modelos para esa galaxia enana, demostramos que dichas estrellas pertenecen a la corriente de marea de Sagitario y que tienen una velocidad idéntica a la del cúmulo Whiting1. De esta forma, confirmamos que el cúmulo globular se encuentra a la misma distancia y tiene la misma velocidad que los restos de su galaxia progenitora, la galaxia enana de Sagitario.

Foto principal: Recreación artística de la corriente de marea generada por la asimilación de Sagitario por la Vía Láctea. En la imagen se indica la posición aproximada del Sol. Créditos: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

Posición de las estrellas observadas (símbolos de color) alrededor del cúmulo globular Whiting1.

Histograma mostrando el número de estrellas observadas con una determinada velocidad respecto al sol (línea negra). Cuando comparamos con las velocidades predichas para la corriente de Sagitario (histogramas amarillo y azul), vemos que dos de las tres componentes detectadas tienen la misma velocidad. La línea vertical indica la velocidad de Whiting1.