¿Es la Vía Láctea… normal?

Estudiar la estructura a gran escala de nuestra galaxia no es fácil. No tenemos una visión clara de la forma y las características de la Vía Láctea como la tenemos de otras galaxias, en gran parte porque vivimos allí. Pero tenemos algunas ventajas. Desde adentro, podemos realizar investigaciones detalladas de la población estelar de la Vía Láctea y sus composiciones químicas. Esto brinda a los investigadores las herramientas que necesitan para comparar nuestra propia galaxia con millones de otras en el Universo.

Esta semana, un equipo internacional de investigadores de Estados Unidos, Reino Unido y Chile publicó un papel solo hace eso. Se adentraron en un catálogo de diez mil galaxias producidas por el Encuesta del cielo digital de Sloanbuscando galaxias con atributos similares a los nuestros.

Descubrieron que la Vía Láctea tiene gemelos, muchos de ellos, pero otros tantos que solo son superficialmente similares, con diferencias fundamentales enterradas en los datos. Lo que descubrieron tiene implicaciones para la evolución futura de nuestra propia galaxia.

Explorar datos

Para comenzar su búsqueda, los investigadores redujeron el tamaño de su muestra seleccionando solo las galaxias que coincidían con lo que sabemos sobre la Vía Láctea en tres amplias categorías. Primero, filtraron las galaxias con una masa total similar a la de la Vía Láctea. En segundo lugar, excluyeron las galaxias con una «proporción de abultamiento a total» muy diferente (el tamaño de la galaxia en relación con su núcleo central brillante). Finalmente, solo eligieron galaxias con un «tipo Hubble» similar: un sistema de clasificación que agrupa a las galaxias en función de su forma. Algunas galaxias, como la nuestra, tienen forma de espiral, mientras que otras, generalmente las más antiguas, se parecen más a puntos borrosos y se denominan galaxias elípticas. Hay otras posibles mejoras en el sistema de clasificación de Hubble, incluidos los centros en forma de barra para algunas espirales, por ejemplo, pero la idea era usar las clasificaciones para encontrar aproximaciones aproximadas de la Vía Láctea desde las cuales comenzar el trabajo más detallado.

Al final de este proceso, el equipo terminó con 138 galaxias superficialmente similares a la nuestra. A partir de ahí, podrían profundizar en los detalles para ver qué tan cerca están realmente de nosotros nuestros primos galácticos.

Incorporaron los datos en un modelo que predice la formación de estrellas, teniendo en cuenta cómo los vientos estelares expulsan el exceso de gas de los sistemas estelares, que pueden ser atraídos hacia los centros de las galaxias. El modelo también tuvo en cuenta la composición química y la metalicidad de los materiales en diferentes regiones de las galaxias.

Entonces, ¿qué fue lo que encontraron?

Resulta que, de hecho, hay galaxias que se parecen mucho a la nuestra. 56 de las 138 galaxias de la muestra terminaron estando cerca de nosotros.

Lo que caracteriza a estas galaxias similares a la Vía Láctea es que tienen una larga escala de tiempo durante la cual se produce la formación de estrellas en sus regiones exteriores, dando a luz regularmente nuevas estrellas de manera tranquila. La región interior, por otro lado, está experimentando un período dramático de intensa formación estelar al principio de la historia de la galaxia, impulsada por un flujo de gas atraído hacia el centro desde la región exterior. Más tarde, ocurrió un período mucho más lento de formación estelar en el núcleo, que dependía del gas reciclado expulsado por estrellas más viejas en la región exterior. Estas nuevas estrellas, hechas de materiales reciclados, tienen un mayor nivel de metalicidad, con elementos más pesados ​​injertados en los que carecía la generación de estrellas inicial. Vemos este patrón aquí en casa en nuestra propia galaxia también.

Pero esto no es cierto para las 138 galaxias estudiadas. Una fracción significativa de galaxias que a primera vista se parecían a la Vía Láctea terminaron luciendo muy diferentes en una inspección más cercana. Estos se dividen en dos categorías.

La primera categoría (compuesta por 55 de las 138 galaxias) son galaxias que parecen no tener diferenciación entre sus regiones internas y externas. Estas galaxias experimentan la formación de estrellas de manera uniforme, en un proceso largo y lento, sin el estallido salvaje del núcleo. En estas galaxias, las estrellas de las regiones interior y exterior parecen idénticas.

Mientras tanto, la segunda categoría incluye lo que se conoce como galaxias «extintas en el centro» (27 de 138), y estas son quizás las más extrañas del grupo. Estos valores atípicos parecen carecer de un período significativo de formación estelar reciente a partir de material reciclado en sus núcleos, lo que significa que la entrada radial de gas de las regiones exteriores que vemos en la Vía Láctea no ocurre en estas galaxias.

Une caractéristique constante de ces galaxies éteintes au centre est qu’elles semblent, en règle générale, avoir achevé la majeure partie de leur formation d’étoiles dans le passé, ce qui laisse entendre qu’elles pourraient peut-être être plus anciennes que la Vía Láctea.

Si es cierto, podemos estar mirando el futuro de la Vía Láctea. Nuestra galaxia puede terminar algún día con un centro extinto, por lo que estas galaxias representan un vistazo de la próxima etapa de la evolución galáctica.

«Quizás estas galaxias son las sucesoras evolutivas de la Vía Láctea, que están más avanzadas en su vida», escriben los autores.

También ofrecen otras posibles explicaciones, como un núcleo galáctico hiperactivo que podría frenar la formación de estrellas en las regiones internas de las galaxias.

Queda mucho por aprender, pero este estudio ofrece muchas nuevas posibilidades para explorar la evolución galáctica. Básicamente, muestra que no somos del todo únicos. Hay una gran variedad de tipos de galaxias en el Universo, pero al menos algunas de ellas siguen las mismas reglas que la Vía Láctea, y muchas se encuentran en la misma etapa de su vida. Estudiar estos parecidos puede ayudarnos a aprender más sobre nuestro propio hogar, brindándonos lo mejor después de sostener nuestra galaxia frente a un espejo y mostrarnos nuestro reflejo.

El artículo está disponible en formato de preimpresión en ArXiv:

Shuang Zhou, Alfonso Aragón-Salamanca, Michael Merrifield, Brett H. Andrews, Niv Drory, Richard R. Lane. “¿Las galaxias similares a la Vía Láctea se parecen a la Vía Láctea? Una vista de SDSS-IV/MaNGA.

Crédito de la imagen destacada: Pablo Carlos Budassi (Wikimedia Commons).