Se ha resuelto un misterio de 100 años que rodea la naturaleza de “cambio de forma” de algunas galaxias, revelando en el proceso que nuestra galaxia, la Vía Láctea, no siempre tuvo su apariencia espiral familiar. El astrónomo Alister Graham utilizó observaciones antiguas y nuevas para mostrar cómo tiene lugar la evolución de las galaxias de una forma a otra, un proceso conocido como especiación galáctica. La investigación muestra que los choques y posteriores fusiones entre galaxias son una forma de “selección natural” que impulsa el proceso de evolución cósmica.
Esto significa que la historia de violencia cósmica de la Vía Láctea no es exclusiva de nuestra galaxia natal. Tampoco ha terminado. “Es la supervivencia del más apto”, dijo Graham en un comunicado. “La astronomía ahora tiene una nueva secuencia anatómica y, finalmente, una secuencia evolutiva en la que se ve que ocurre la especiación de galaxias a través del inevitable matrimonio de galaxias ordenado por la gravedad”.
Las galaxias vienen en una variedad de formas. Algunas, como la Vía Láctea, están compuestas por brazos de estrellas bien ordenadas que giran en forma de espiral alrededor de una concentración central o “protuberancia” de cuerpos estelares. Otras galaxias como Messier 87 (M87) están compuestas por una elipse de miles de millones de estrellas que zumban caóticamente alrededor de una concentración central desordenada.
Desde la década de 1920, los astrónomos han clasificado las galaxias en función de una secuencia de anatomía galáctica variable llamada “secuencia de Hubble”. Las galaxias espirales como la nuestra se ubican en un extremo de esta secuencia, mientras que las galaxias elípticas como M87 se ubican en el otro. Cerrando la brecha entre los dos hay galaxias alargadas en forma de esfera, que carecen de brazos espirales, llamadas galaxias lenticulares. Pero lo que le ha faltado a este sistema ampliamente utilizado hasta ahora son los caminos evolutivos que vinculan una forma de galaxia con otra.
Remodelando la evolución galáctica
Para trazar caminos evolutivos en la secuencia de Hubble, Graham observó 100 galaxias cercanas a la Vía Láctea en imágenes de luz óptica recopiladas por el Telescopio Espacial Hubble y las comparó con imágenes infrarrojas del Telescopio Espacial Spitzer. Esto le permitió comparar la masa de todas las estrellas de cada galaxia con la masa de sus agujeros negros supermasivos centrales. Esto reveló la existencia de dos tipos diferentes de galaxias lenticulares puente: una versión que es vieja y carece de polvo, y la otra que es joven y rica en polvo.
Cuando las galaxias pobres en polvo acumulan gas, polvo y otras materias, el disco que rodea su región central se rompe, y dicha ruptura crea un patrón en espiral que se irradia desde sus corazones. Esto crea brazos espirales, que son regiones giratorias demasiado densas que crean acumulaciones de gas a medida que giran, provocando el colapso y la formación de estrellas.
Las galaxias lenticulares ricas en polvo, por otro lado, se crean cuando las galaxias espirales chocan y se fusionan. Esto está indicado por el hecho de que las galaxias espirales tienen un pequeño esferoide central con brazos espirales extendidos de estrellas, gas y polvo. Las galaxias lenticulares jóvenes y polvorientas tienen esferoides y agujeros negros notablemente más prominentes que las galaxias espirales y las galaxias lenticulares pobres en polvo. El resultado sorprendente de esto es la conclusión de que las galaxias espirales como la Vía Láctea en realidad se encuentran entre las galaxias lenticulares ricas en polvo y pobres en polvo en la secuencia de Hubble.
“Las cosas cayeron en su lugar una vez que se reconoció que las galaxias lenticulares no son la población puente única como se las describió durante mucho tiempo”, explicó Graham. “Esto vuelve a dibujar nuestra tan querida secuencia de galaxias y, lo que es más importante, ahora vemos los caminos evolutivos a través de una secuencia de bodas de galaxias, o lo que los negocios podrían denominar adquisiciones y fusiones”.
Una historia de adquisiciones y fusiones cósmicas
Se cree que la historia de la Vía Láctea está marcada por una serie de eventos “caníbales” en los que devoró las galaxias satélite circundantes más pequeñas para crecer. Esta investigación indica que, además de esto, las “adquisiciones” cósmicas de nuestra galaxia también incluyeron la acumulación de otro material y la transformación gradual de una galaxia lenticular pobre en polvo a la galaxia espiral que conocemos hoy.
Nuestra galaxia está lista para una fusión dramática con su gran vecino galáctico más cercano, la galaxia de Andrómeda, dentro de entre 4 mil millones y 6 mil millones de años. Esta colisión y fusión hará que se borre el patrón del brazo espiral de ambas galaxias y la nueva investigación indica que es probable que la galaxia hija creada por esta unión sea una galaxia lenticular rica en polvo que aún posea un disco, aunque sin una estructura espiral tallada a través de él.
Si la galaxia hija de la Vía Láctea-Andrómeda se encuentra con una tercera galaxia lenticular rica en polvo y se fusiona con ella, entonces los aspectos similares a discos de ambas galaxias también desaparecerán. Esto crearía una galaxia de forma elíptica sin la capacidad de albergar nubes de polvo y gas frío.
Así como esta nueva galaxia contará la historia de su evolución para los astrónomos en un futuro lejano, las galaxias lenticulares pobres en polvo podrían servir como registros fósiles de los procesos que transformaron las galaxias antiguas y comunes dominadas por discos en el universo primitivo. Esto podría ayudar a explicar el descubrimiento por parte del Telescopio Espacial James Webb (JWST) de una galaxia masiva dominada por esferoides solo 700 millones de años después del Big Bang. La nueva investigación también podría indicar que la fusión de galaxias elípticas es un proceso que podría explicar la existencia de algunas de las galaxias más masivas del universo, que se encuentran en el corazón de cúmulos de más de 1000 galaxias.
La investigación de Graham se publica en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fuente: Live Science.
