24/11/2021
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Datos de Misión Gaia de la ESA está reescribiendo la historia de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Lo que tradicionalmente se había considerado como galaxias satélite de la Vía Láctea ahora se revela que son en su mayoría recién llegadas a nuestro entorno galáctico.
Una galaxia enana es una colección de entre miles y varios miles de millones de estrellas. Durante décadas se ha creído ampliamente que las galaxias enanas que rodean la Vía Láctea son satélites, lo que significa que están atrapadas en órbita alrededor de nuestra galaxia, y han sido nuestros compañeros constantes durante muchos miles de millones de años. Ahora los movimientos de estas galaxias enanas se han calculado con una precisión sin precedentes gracias a los datos de Gaia lanzamiento temprano del tercer dato y los resultados son sorprendentes.
François Hammer, Observatoire de Paris – Université Paris Sciences et Lettres, Francia, y colegas de toda Europa y China, utilizaron los datos de Gaia para calcular los movimientos de 40 galaxias enanas alrededor de la Vía Láctea. Lo hicieron calculando un conjunto de cantidades conocidas como velocidades tridimensionales para cada galaxia, y luego usándolas para calcular la energía orbital de la galaxia y el momento angular (rotacional).
Descubrieron que estas galaxias se mueven mucho más rápido que las estrellas gigantes y los cúmulos de estrellas que se sabe que orbitan la Vía Láctea. Tan rápido, que todavía no podrían estar en órbita alrededor de la Vía Láctea, donde las interacciones con nuestra galaxia y su contenido habrían minado su energía orbital y su momento angular.
Nuestra galaxia ha canibalizado varias galaxias enanas en su pasado. Por ejemplo, hace 8-10 mil millones de años, una galaxia enana llamada Gaia-Encelado fue absorbido por la Vía Láctea. Sus estrellas se pueden identificar en los datos de Gaia debido a las órbitas excéntricas y al rango de energías que poseen.
Más recientemente, hace 4-5 mil millones de años, el Sagitario galaxia enana fue capturado por la Vía Láctea y actualmente está en proceso de ser despedazado y asimilado. La energía de sus estrellas es más alta que la de Gaia-Enceladus, lo que indica el menor tiempo que han estado sujetas a la influencia de la Vía Láctea.
En el caso de las galaxias enanas del nuevo estudio, que representa la mayoría de las galaxias enanas alrededor de la Vía Láctea, sus energías son aún mayores. Esto sugiere fuertemente que solo han llegado a nuestra vecindad en los últimos miles de millones de años.
El descubrimiento refleja uno hecho sobre el Gran Nube de Magallanes (LMC), una galaxia enana más grande tan cerca de la Vía Láctea que es visible como una mancha de luz en el cielo nocturno del hemisferio sur. También se pensó que la LMC era una galaxia satélite de la Vía Láctea hasta la década de 2000, cuando los astrónomos midieron su velocidad y descubrieron que viajaba demasiado rápido para estar unida gravitacionalmente. En lugar de un acompañante, LMC está de visita por primera vez. Ahora sabemos que lo mismo es cierto para la mayoría de los galaxias enanas también.
Entonces, ¿estos recién llegados se instalarán en órbita o simplemente pasarán de largo? “Algunos de ellos serán capturados por la Vía Láctea y se convertirán en satélites”, dice François.
Pero decir exactamente cuáles es complicado porque depende de la masa exacta de la Vía Láctea, y esa es una cantidad que es complicado para los astrónomos calcular con precisión real. Las estimaciones varían en un factor de dos.
El descubrimiento de las energías de las galaxias enanas es significativo porque nos obliga a reevaluar la naturaleza de las propias galaxias enanas.
Mientras una galaxia enana orbita, la atracción gravitacional de la Vía Láctea intentará destrozarla. En física, esto se conoce como fuerza de marea. «La Vía Láctea es una gran galaxia, por lo que su fuerza de marea es simplemente gigantesca y es muy fácil destruir una galaxia enana después de tal vez uno o dos pasajes», dice François.
En otras palabras, convertirse en un compañero de la Vía Láctea es una sentencia de muerte para las galaxias enanas. Lo único que podría resistir el control destructivo de nuestra galaxia es si la enana tuviera una cantidad significativa de materia oscura. La materia oscura es la sustancia misteriosa que los astrónomos creen que existe en el universo para proporcionar la gravedad adicional para mantener unidas a las galaxias individuales.
Y así, en la visión tradicional de que las enanas de la Vía Láctea eran galaxias satélites que habían estado en órbita durante muchos miles de millones de años, se suponía que debían estar dominadas por materia oscura para igualar la fuerza de marea de la Vía Láctea y mantenerlas intactas. El hecho de que Gaia haya revelado que la mayoría de las galaxias enanas están dando vueltas alrededor de la Vía Láctea por primera vez significa que no necesariamente necesitan incluir materia oscura en completo, y debemos reevaluar si estos sistemas están en equilibrio o más bien. en proceso de destrucción.
“Gracias en gran parte a Gaia, ahora es obvio que la historia de la Vía Láctea tiene más historias de lo que los astrónomos habían entendido anteriormente. Al investigar estas tentadoras pistas, esperamos desentrañar aún más los fascinantes capítulos del pasado de nuestra galaxia ”, dice Timo Prusti, científico del proyecto Gaia, ESA.
Notas para editores
“Movimientos propios de Gaia EDR3 de los Enanos de la Vía Láctea. II: Velocidades, energía total y momento angular ”de Francois Hammer et al. será publicado en línea por El diario astrofísico el 24 de noviembre de 2021. DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac27a8.
Este estudio se realizó con Gaia Early Data Release 3, que se publicó el 3 de diciembre de 2020. La tercera publicación de datos completa está prevista para el segundo trimestre de 2022.
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