Un hallazgo sorprendente reescribe la historia del origen de la Vía Láctea

Un reciente estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ofreció nuevas perspectivas sobre cómo se forman y evolucionan galaxias como la Vía Láctea, así como sobre los patrones químicos inesperados que presentan sus estrellas.

Los investigadores examinaron el origen de un misterio que ha perdurado en la Vía Láctea: la existencia de dos grupos claramente definidos de estrellas con diferentes firmas químicas, un fenómeno conocido como "bimodalidad química".

Al analizar estrellas cercanas al Sol, los científicos identificaron consistentemente dos categorías principales basadas en las cantidades relativas de hierro (Fe) y magnesio (Mg) que contienen. Estas categorías crean dos "secuencias" separadas en gráficos químicos, a pesar de que se superponen en metalicidad, es decir, en su riqueza en elementos pesados como el hierro. Esta inusual división ha desconcertado a los astrónomos durante años.

Simulaciones revelan cómo puede formarse la división química

Para investigar por qué aparece esta estructura, un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) utilizó modelos computacionales avanzados, conocidos como simulaciones Auriga, para recrear la formación de galaxias similares a la Vía Láctea en un universo virtual. Al examinar 30 galaxias simuladas, el equipo buscó procesos que pudieran dar forma a estas secuencias químicas.

Comprender mejor el desarrollo químico de la Vía Láctea ayuda a los científicos a desentrañar cómo se ensambló nuestra galaxia, junto con otras, a lo largo del tiempo cósmico. Esto incluye a Andrómeda, la galaxia compañera más cercana a la Vía Láctea, donde aún no se ha identificado una bimodalidad química similar. Los hallazgos también arrojan luz sobre las condiciones del universo primitivo y los roles de los flujos de gas y las fusiones pasadas.

El autor principal, Matthew Orkney, investigador en ICCUB y en el Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), afirmó: "Este estudio muestra que la estructura química de la Vía Láctea no es un plano universal".

Orkney añadió: "Las galaxias pueden seguir diferentes caminos para alcanzar resultados similares, y esa diversidad es clave para entender la evolución de las galaxias".

Múltiples rutas hacia la estructura química dual de la Vía Láctea

Los resultados indican que las galaxias similares a la Vía Láctea pueden formar dos secuencias químicas distintas a través de varios caminos diferentes. Una posibilidad es un ciclo de intensa formación estelar seguido de períodos más tranquilos. Otra implica variaciones en el gas que fluye hacia una galaxia desde su entorno.

El estudio también desafía una explicación anterior que involucraba a una galaxia más pequeña conocida como Gaia-Sausage-Enceladus (GSE). Aunque esta colisión pasada influyó en la Vía Láctea, las simulaciones muestran que no es necesaria para producir la división química. En cambio, el gas pobre en metales del medio circumgaláctico (CGM) parece desempeñar un papel central en la creación de la segunda rama de estrellas.

Los investigadores encontraron que la forma específica de las dos secuencias químicas está estrechamente relacionada con la historia de formación estelar de la galaxia.

Nuevas observaciones ayudarán a probar estas predicciones

A medida que observatorios como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y futuras misiones como PLATO y Chronos recopilen datos más precisos, los científicos podrán probar estas predicciones de simulación y refinar los modelos de cómo evolucionan las galaxias.

El Dr. Chervin Laporte, de ICCUB-IEEC, CNRS-Observatoire de París y Kavli IPMU, comentó: "Este estudio predice que otras galaxias deberían exhibir una diversidad de secuencias químicas. Esto pronto será investigado en la era de los telescopios de 30 metros, donde tales estudios en galaxias externas se volverán rutinarios".

Laporte concluyó: "En última instancia, esto también nos ayudará a refinar aún más el camino evolutivo físico de nuestra propia Vía Láctea".

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