Un choque galáctico puede haber desencadenado la formación del Sistema Solar

La formación del Sol, el Sistema Solar y la posterior aparición de la vida en la Tierra puede ser consecuencia de una colisión entre nuestra galaxia, la Vía Láctea y una galaxia más pequeña llamada Sagitario, descubierta en la década de 1990 que orbita nuestro hogar galáctico.

Los astrónomos han sabido que Sagitario golpea repetidamente el disco de la Vía Láctea, ya que su órbita alrededor del núcleo de la galaxia se tensa como resultado de las fuerzas gravitacionales. Estudios anteriores sugirieron que Sagitario, una llamada galaxia enana, había tenido un profundo efecto sobre cómo se mueven las estrellas en la Vía Láctea. Algunos incluso afirman  que la estructura espiral característica de la 10 000 veces más masiva Vía Láctea podría ser el resultado de al menos tres choques conocidos con Sagitario en los últimos seis mil millones de años.

Un nuevo estudio, basado en datos recopilados por la potencia de mapeo de galaxias de Gaia de la ESA , reveló por primera vez que la influencia de Sagitario en la Vía Láctea puede ser aún más sustancial. Las ondas causadas por las colisiones parecen haber desencadenado episodios importantes de formación estelar, uno de los cuales coincidió aproximadamente con el momento de la formación del Sol hace unos 4.700 millones de años.

«Se sabe por los modelos existentes que Sagitario cayó en la Vía Láctea tres veces: primero hace unos cinco o seis mil millones de años, luego hace unos dos mil millones de años, y finalmente hace mil millones de años», dice Tomás Ruiz-Lara, Investigador en Astrofísica en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en Tenerife, España, y autor principal del nuevo estudio publicado en Nature Astronomy .

“Cuando analizamos los datos de Gaia sobre la Vía Láctea, encontramos tres períodos de mayor formación estelar que alcanzaron su punto máximo hace 5.700 millones de años, 1.900 millones de años y mil millones de años atrás, que corresponden a momentos en que se cree que Sagitario atravesó el disco de la Vía Láctea «.

Ondas en el agua

Las colisiones de Sagitario desencadenan la formación de estrellas en la Vía Láctea.
La galaxia enana de Sagitario ha estado orbitando la Vía Láctea durante miles de millones de años. A medida que su órbita alrededor de las 10 000 Vías Lácteas masivas se apretó gradualmente, comenzó a chocar con el disco de nuestra galaxia. 
Las tres colisiones conocidas entre Sagitario y la Vía Láctea, según un nuevo estudio, han desencadenado episodios importantes de formación estelar, uno de los cuales puede haber dado lugar al Sistema Solar.
Crédito: ESA. 

Los investigadores observaron las luminosidades, distancias y colores de las estrellas dentro de una esfera de aproximadamente 6500 años luz alrededor del Sol y compararon los datos con los modelos de evolución estelar existentes. Según Tomás, la noción de que la galaxia enana pudo haber tenido tal efecto tiene mucho sentido.

«Al principio tienes una galaxia, la Vía Láctea, que es relativamente tranquila», dice Tomás. “Después de una época violenta inicial de formación estelar, en parte provocada por una fusión anterior como describimos en un estudio anterior , la Vía Láctea había alcanzado un estado equilibrado en el que las estrellas se estaban formando constantemente. De repente, tienes a Sagitario cayendo y perturbando el equilibrio, haciendo que todo el gas y el polvo previamente inmóviles dentro de la galaxia más grande se agiten como ondas en el agua «.

En algunas áreas de la Vía Láctea, estas ondas conducirían a mayores concentraciones de polvo y gas, mientras que vaciarían otras. La alta densidad de material en esas áreas desencadenaría la formación de nuevas estrellas.

«Parece que Sagitario no solo dio forma a la estructura e influyó en la dinámica de cómo se mueven las estrellas en la Vía Láctea, sino que también ha llevado a una acumulación de la Vía Láctea», dice Carme Gallart, coautora del paper, también del IAC. «Parece que una parte importante de la masa estelar de la Vía Láctea se formó debido a las interacciones con Sagitario y no existiría de otra manera».

El Nacimiento del Sol

Evolución orbital de Sagitario, adaptada del trabajo de David R. Law, del Instituto Dunlap de la Universidad de Toronto. Las colisiones de galaxias enanas hacen que se formen estrellas en la Vía Láctea.
Crédito: ESA.

De hecho, parece posible que incluso el Sol y sus planetas no hubieran existido si la galaxia enana Sagitario no hubiera quedado atrapada por la atracción gravitacional de la Vía Láctea y finalmente se hubiera roto a través de su disco.

«El Sol se formó en el momento en que las estrellas se formaban en la Vía Láctea debido al primer paso de Sagitario», dice Carme. “No sabemos si la nube particular de gas y polvo que se convirtió en el Sol colapsó debido a los efectos de Sagitario o no. Pero es un escenario posible porque la edad del Sol es consistente con una estrella formada como resultado del efecto Sagitario «.

Cada colisión despojó a Sagitario de algunos de sus gases y polvo, dejando a la galaxia más pequeña después de cada paso. Los datos existentes sugieren que Sagitario podría haber pasado por el disco de la Vía Láctea nuevamente en los últimos cientos de millones de años, y actualmente está muy cerca de él. De hecho, el nuevo estudio encontró un reciente estallido de formación estelar, lo que sugiere una posible nueva ola de nacimiento estelar en curso.

Según el científico del proyecto Gaia de la ESA, Timo Prusti, una visión tan detallada de la historia de la formación estelar de la Vía Láctea no sería posible antes de Gaia, el telescopio de mapeo estelar lanzado a fines de 2013, cuyos dos lanzamientos de datos en 2016 y 2018 revolucionaron el estudio de la Vía láctea.

«Algunas determinaciones de la historia de la formación estelar en la Vía Láctea existían antes basadas en datos de la misión Hipparcos de principios de la década de 1990 «, dice Timo. “Pero estas observaciones se centraron en la vecindad inmediata del Sol. No fue realmente representativo, por lo que no pudo descubrir esas explosiones en formación estelar que vemos ahora.

“Esta es realmente la primera vez que vemos una historia detallada de formación estelar de la Vía Láctea. Es un testimonio del poder científico de Gaia que hemos visto manifestarse una y otra vez en innumerables estudios innovadores en un período de solo un par de años «.

Fuente: European Space Agency (ESA) / GAIA.

Artículo original: «Galactic crash may have triggered Solar System formation«

Más información: el paper:

 The recurrent impact of the Sagittarius dwarf on the Milky Way star formation history” by T. Ruiz-Lara et al, published in Nature Astronomy.

Material relacionado:

Las galaxias espirales en colisión en Arp 272 ubicadas en la constelación de Hércules. Los astrónomos han estudiado un conjunto de simulaciones de fusión de galaxias para concluir que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, sufrió un tipo similar de fusión. En particular, descubrieron que algunas de las características peculiares de la estructura de halo de la galaxia pueden explicarse mejor por una colisión frontal con una galaxia enana hace seis o diez mil millones de años. Más información.
Crédito: NASA, ESA, Hubble Heritage -STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration, y K. Noll, STScI.

Sobre la misión GAIA y el trazado del mapa de la Vía Láctea más preciso hasta el momento, el lector puede consultar el siguiente artículo, que contiene además en su apartado «Material relacionado» una selección de recursos sobre dichos temas:

Sobre el origen de la Vía Láctea:

Impresión artística de la fusión entre la galaxia Gaia-Encélado y nuestra Vía Láctea, que tuvo lugar durante las primeras etapas de formación de nuestra galaxia, hace 10 mil millones de años. Más información.
Créditos: ESA (impresión y composición artística);
 Koppelman, Villalobos y Helmi (simulación); 
NASA / ESA / Hubble (imagen de galaxia), CC BY-SA 3.0 IGO.

Sobre la Colisión de la galaxia progenitora de la Vía Láctea con la galaxia GAIA-Encélado:

¿Cómo era la Vía Láctea Primitiva?

Cúmulos Globulares y Galaxias Satélites de la Vía Láctea:

Nuestra galaxia es anfitriona de un número de compañeros, que están ligados gravitacionalmente a ella y que son sistemas estelares por derecho propio. Ellos incluyen una población de cerca de 150 Cúmulos Globulares y unas 30 Galaxias Enanas satélites, según lo explica el siguiente artículo que además contiene un link a una aplicación interactiva en 3D de la Vía Láctea, su sistema de cúmulos globulares y sus galaxias satélites enanas:

¿Qué nos depara el futuro?

La Gran Colisión de dos Gigantes:

Esta ilustración muestra una vista del cielo nocturno justo antes de la fusión prevista entre nuestra galaxia, la Vía Láctea y la vecina galaxia de Andrómeda
Créditos de la Ilustración científica: NASA , ESA, Z. Levay y R. van der Marel ( STScI ) y A. Mellinger.

Curiosidades:

¿Cómo ha crecido la Vía Láctea?

Agrandar imagenLa Vía Láctea reconstruida a partir de los datos de Gaia DR2, destacando la ubicación de casi 90 satélites de la Vía Láctea: cúmulos globulares (en azul) y galaxias enanas (en rojo) con anotaciones. Los arcos que se muestran junto con cada satélite muestran las trayectorias de los objetos, y más específicamente el camino que toman estos objetos en los próximos 10 millones de años para los cúmulos globulares (en azul) y en los próximos 100 millones de años para las galaxias enanas (en rojo ). Más información
Crédito: ESA / GAIA / Imagen creada por Maarten Breddels

Al igual que la Luna gira alrededor de la Tierra, y la Tierra gira alrededor del Sol, las galaxias se orbitan entre sí de acuerdo con las predicciones de la cosmología. 

Por ejemplo, más de 50 galaxias satélites descubiertas orbitan nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. La más grande de ellas es la Gran Nube de Magallanes, o LMC, una gran galaxia enana que se asemeja a una tenue nube en el cielo nocturno del Hemisferio Sur.

Un equipo de astrónomos dirigido por científicos de la Universidad de California, Riverside, descubrió que varias de las galaxias pequeñas o «enanas» que orbitan alrededor de la Vía Láctea probablemente fueron robadas de la LMC, incluidas varias enanas ultrafinas, pero también relativamente brillantes y galaxias satélites bien conocidas, como Carina y Fornax.

El siguiente artículo lo presenta:

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