Los astrónomos han investigado una pequeña población de estrellas en el halo de la Vía Láctea, encontrando que su composición química se asemeja mucho a la del disco galáctico. Esta similitud proporciona una evidencia convincente de que estas estrellas se han originado dentro del disco, en lugar de galaxias enanas fusionadas. Se cree que la razón de esta migración estelar son las oscilaciones teóricamente propuestas del disco de la Vía Láctea en su conjunto, inducida por la interacción de las mareas de la Vía Láctea con una galaxia satélite masiva que pasa.

Si alguien del espacio exterior quisiera contactarse contigo a través de "correo espacial", su dirección cósmica incluiría varias líneas más, incluida "Tierra", "Sistema solar", "Brazo espiral de Orión" y "Galaxia de la Vía Láctea". Esta posición dentro de nuestra galaxia de origen nos da un asiento de primera fila para explorar lo que está sucediendo en tal galaxia.

Sin embargo, nuestra perspectiva interna presenta algunos desafíos en nuestra búsqueda para comprenderlo, por ejemplo, para delinear su forma y extensión. Y otro problema más es el tiempo:¿Cómo podemos interpretar la evolución galáctica si nuestra propia vida (y la de nuestros telescopios) es mucho menor que el parpadeo del ojo cósmico?

Hoy dia, tenemos una imagen bastante clara de las amplias propiedades de la Vía Láctea y cómo encaja entre otras galaxias del Universo. Los astrónomos lo clasifican como bastante promedio, gran galaxia espiral con la mayoría de sus estrellas rodeando su centro dentro de un disco, y un polvo de estrellas más allá de esa órbita en el halo galáctico.

Estas estrellas de halo parecen no estar distribuidas aleatoriamente en el halo, sino que muchas están agrupadas en estructuras gigantes:inmensas corrientes y nubes (o sobredensidades) de estrellas, algunos rodean completamente la Vía Láctea. Estas estructuras se han interpretado como firmas del tumultuoso pasado de la Vía Láctea:restos de la disrupción gravitacional de las muchas galaxias más pequeñas que se cree que invadieron nuestra galaxia en el pasado.

Los investigadores han tratado de aprender más sobre esta violenta historia de la Vía Láctea observando las propiedades de las estrellas en los escombros que quedan; sus posiciones y movimientos pueden darnos pistas sobre el camino original del invasor. mientras que los tipos de estrellas que contienen y las composiciones químicas de esas estrellas pueden decirnos algo sobre cómo podría haber sido la galaxia muerta hace mucho tiempo.

Un equipo internacional de astrónomos dirigido por la Dra. Maria Bergemann del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg ahora encontró evidencia convincente de que algunas de estas estructuras de halo podrían no ser restos de galaxias invasoras, ¡sino que se originaron en el propio disco de la Vía Láctea!

Los científicos investigaron 14 estrellas ubicadas en dos estructuras diferentes en el halo galáctico, el Triangulum-Andromeda (Tri-And) y las sobredensidades estelares A13, que se encuentran en lados opuestos del plano del disco galáctico. Estudios anteriores del movimiento de estas dos estructuras difusas revelaron que están asociadas cinemáticamente y podrían estar relacionadas con el Anillo de Monoceros, una estructura en forma de anillo que gira alrededor de la Galaxia. Sin embargo, la naturaleza y el origen de estas dos estructuras estelares aún no se han aclarado de manera concluyente. La posición de las dos sobredensidades estelares podría determinarse ya que cada una se encuentra a unos 5 kiloparsec (14000 años luz) por encima y por debajo del plano galáctico, como se indica en la figura 1 (ver imagen).

Bergemann y su equipo, por primera vez, ahora presenta patrones detallados de abundancia química de estas estrellas, obtenido con espectros de alta resolución tomados con Keck y VLT (Very Large Telescope, ESO) telescopios. "El análisis de abundancias químicas es una prueba muy poderosa, Que permite, de una manera similar a la coincidencia de ADN, para identificar la población parental de la estrella. Diferentes poblaciones de padres, como el disco o halo de la Vía Láctea, galaxias satélites enanas o cúmulos globulares, se sabe que tienen composiciones químicas radicalmente diferentes. Entonces, una vez que sepamos de qué están hechas las estrellas, podemos vincularlos inmediatamente a sus poblaciones de origen. ", explica Bergemann.

Al comparar las composiciones químicas de estas estrellas con las que se encuentran en otras estructuras cósmicas, los científicos se sorprendieron al descubrir que las composiciones químicas son casi idénticas, tanto dentro como entre estos grupos, y coincidir estrechamente con los patrones de abundancia de las estrellas del disco de la Vía Láctea. Esto proporciona una evidencia convincente de que estas estrellas probablemente se originan en el disco delgado galáctico (la parte más joven de la Vía Láctea, concentrado hacia el plano galáctico) en sí, en lugar de ser escombros de galaxias invasoras!

Pero, ¿cómo llegaron las estrellas a estas posiciones extremas por encima y por debajo del disco galáctico? Los cálculos teóricos de la evolución de la Vía Láctea predicen que esto suceda, con estrellas siendo reubicadas a grandes distancias verticales desde su lugar de nacimiento en el plano del disco. Esta "migración" de estrellas se explica teóricamente por las oscilaciones del disco en su conjunto. La explicación preferida para estas oscilaciones es la interacción de las mareas del halo de materia oscura de la Vía Láctea y su disco con una galaxia satélite masiva que pasa.

Los resultados publicados en la revista Naturaleza por Bergemann y sus colegas ahora proporcionan la evidencia más clara de estas oscilaciones del disco de la Vía Láctea obtenida hasta ahora.

Estos hallazgos son muy emocionantes, ya que indican que el disco de la Vía Láctea y su dinámica son significativamente más complejos de lo que se pensaba anteriormente. "Demostramos que puede ser bastante común que grupos de estrellas en el disco se reubiquen en reinos más distantes dentro de la Vía Láctea, después de haber sido 'expulsados' por una galaxia satélite invasora. También se pueden encontrar patrones químicos similares en otras galaxias —Indicando una potencial universalidad galáctica de este proceso dinámico ". dijo Allyson Shefield, Doctor, profesor asociado de física en LaGuardia Community College / CUNY, coautor del estudio.

Como siguiente paso, los astrónomos planean analizar los espectros de otras estrellas tanto en las dos sobredensidades, así como estrellas en otras estructuras estelares más alejadas del disco. También están muy interesados ​​en obtener masas y edades de estas estrellas para restringir los límites de tiempo cuando ocurrió esta interacción de la Vía Láctea y una galaxia enana.

"Anticipamos que los estudios en curso y futuros como 4MOST y Gaia proporcionarán información única sobre la composición química y la cinemática de las estrellas en estas sobredensidades. Las dos estructuras que hemos analizado ya son, en nuestra interpretación, asociado con oscilaciones a gran escala del disco, inducida por una interacción de la Vía Láctea y una galaxia enana. Gaia puede tener el potencial de ver la conexión entre las dos estructuras, mostrando el patrón completo de corrugaciones en el disco galáctico ", dice Bergemann, quien también es parte del Centro de Investigación Colaborativa SFB 881 "El Sistema de la Vía Láctea", ubicado en la Universidad de Heidelberg.