Ven como una sorpresa: las galaxias compañeras de la Vía Láctea son en su mayoría recién llegadas

Se cree que las galaxias enanas cercanas a la Vía Láctea son sus lunas, como la Tierra que orbita alrededor del Sol. Los nuevos datos de Gaia publicados a fines de 2020 indican que tienen energías y momentos angulares mucho más altos que las lunas conocidas de la Vía Láctea, lo que significa que la mayoría de las galaxias enanas son recién llegadas en la vecindad galáctica.

Esta es la conclusión del equipo internacional del Observatorio de París – PSL au Department Galaxies, étoiles, physique et Instrumation – GEPI, el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia China de Ciencias (NAOC) y el Instituto Leibniz de Astrofísica en Potsdam (AIP ).

Publicado online el 24 de noviembre de 2021 en Diario astrofísicoEl estudio plantea preguntas sobre muchas ideas sobre nuestra galaxia y su entorno.

Durante décadas, se pensó que las galaxias enanas que rodeaban la Vía Láctea eran satélites. Son vistos como nuestros compañeros constantes durante muchos miles de millones de años. Los resultados de Gaia ahora son tan precisos que la hipótesis anterior se puede probar, y el resultado fue una completa sorpresa.

El equipo de investigación utilizó los datos astronómicos más precisos disponibles hasta la fecha. Los movimientos de las galaxias enanas en el cielo se revelaron con una precisión sin precedentes después de la publicación del tercer catálogo de Gaia en diciembre de 2020.

Basándose en estos resultados, los investigadores calcularon las velocidades 3D de cada una de las 40 galaxias enanas descubiertas por Gaia. Luego, a partir de estas velocidades y posiciones de las galaxias enanas, calcularon sus órbitas y derivaron las cantidades fundamentales de sus energías orbitales y su momento angular (de giro).

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Sorprendentemente, estas últimas cantidades son mucho mayores en comparación con otros grupos en la circunferencia galáctica, ya sean estrellas gigantes o cúmulos de estrellas llamados cúmulos globulares. Las afueras galácticas tienen energías angulares y momentos de torsión que disminuyen con el tiempo, debido a las diferentes pérdidas de energía que experimentan cuando están en órbita. Cuanto más tiempo estén en órbita, menores serán sus energías angulares y su determinación.

Muchas de las estrellas gigantes que rodean la galaxia son el resultado de una colisión previa que dio forma a la Vía Láctea hace entre ocho y diez mil millones de años. Otras estrellas caen en una corriente estelar gigante, que corresponde a la caída y destrucción de la galaxia enana de Sagitario en la Vía Láctea, hace cuatro a cinco mil millones de años.

El estudio concluyó que muchas de las galaxias enanas que habitan en las afueras de la galaxia han llegado recientemente, hace solo unos pocos miles de millones de años. Esto se debe a que tienen energías y un momento angular mucho mayores que las estrellas gigantes, incluidas las estrellas de Sagitario. Luego llegaron hace solo unos pocos miles de millones de años, lo que corresponde al momento de completar una órbita. En términos cosmológicos, estas galaxias enanas acaban de entrar en las afueras de la Vía Láctea por primera vez.

Hay dos consecuencias principales de este descubrimiento. La primera es que esta «inversión» común de las galaxias enanas en el halo galáctico coincide con las Nubes de Magallanes. Como resultado, muy pocas galaxias enanas son satélites de largo alcance de la Vía Láctea. El segundo se relaciona con la presencia de materia oscura en galaxias enanas. Si las galaxias enanas fueran satélites en órbita alrededor de la Vía Láctea durante varios miles de millones de años, la materia oscura sería necesaria para protegerlas de las fuerzas de marea masivas de nuestra galaxia. Si las galaxias enanas acabaran de entrar en la periferia de la Vía Láctea, la materia oscura no sería necesaria, y solo necesitamos reevaluar si está en equilibrio, o más bien en proceso de ser destruida.

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Figura 1 El cielo es de Gaia EDR3, cada estrella está representada por un punto. Se pueden ver las Nubes de Magallanes y algunas galaxias enanas como se las ha nombrado. (Imagen GAIA EDR3)

Figura 2 Energía en función del momento angular, mostrando valores para galaxias enanas (triángulos) más grandes que los de las estrellas de halo gigantes (azul, puntos a la izquierda) y las estrellas de Sagitario (puntos a la izquierda, azul y violeta). (Foto de Francois Hammer et al.)

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