Diagrama esquemático que muestra dos etapas de formación de estrellas en la galaxia Vía Láctea según Noguchi. En la ilustración superior, azul (frío) y rojo (caliente) indican gas. El mapa de colores en el panel inferior muestra la distribución de la composición elemental de estrellas calculada por el modelo de Noguchi con la línea púrpura que indica cómo la composición elemental del gas cambia con el tiempo (Crédito:M. Noguchi, cortesía de Nature). Los contornos superpuestos muestran la distribución de las estrellas solares vecinas observadas por APOGEE, un dispositivo espectroscópico conectado al telescopio de 2.5 m de la Fundación Alfred P. Sloan en el Observatorio Apache Point en Nuevo México (Crédito:M. Haywood et al. A&A, 589, 66 (2016), reproducido con permiso © ESO).
La galaxia de la Vía Láctea ha muerto una vez antes, y ahora estamos en lo que se considera su segunda vida. Los cálculos de Masafumi Noguchi (Universidad de Tohoku) han revelado detalles previamente desconocidos sobre la Vía Láctea. Estos fueron publicados en la edición del 26 de julio de Naturaleza .
Las estrellas de la Vía Láctea se formaron en dos épocas diferentes a través de diferentes mecanismos. Hubo un largo período de inactividad en el medio, cuando cesó la formación de estrellas. Nuestra galaxia natal ha resultado tener una historia más dramática de lo que se pensaba originalmente.
Al calcular la evolución de la Vía Láctea durante un período de 10 mil millones de años, Noguchi incluyó el concepto de "acumulación de flujo frío, "una nueva idea propuesta por Avishai Dekel (la Universidad Hebrea) y sus colegas. Describe cómo las galaxias recolectan el gas circundante durante su formación. Aunque la formación en dos etapas fue sugerida para galaxias mucho más masivas por Yuval Birnboim (Universidad Hebrea) y sus colegas , Noguchi ha podido confirmar que la misma imagen se aplica a nuestra propia Vía Láctea.
La historia de la Vía Láctea está inscrita en la composición elemental de las estrellas, porque las estrellas heredan la composición del gas del que se forman; de hecho, las estrellas "memorizan" la abundancia de elementos en el gas en el momento en que se forman.
Hay dos grupos de estrellas en la vecindad solar con diferentes composiciones. Un grupo es rico en elementos α como el oxígeno, magnesio y silicio. El otro contiene mucho hierro. Observaciones recientes de Misha Haywood (Observatoire de Paris) y sus colegas revelaron que este fenómeno prevalece sobre una vasta región de la Vía Láctea. El origen de esta dicotomía no estaba claro. El modelo de Noguchi proporciona una respuesta a este enigma de larga data.
Modelo de predicción para tres regiones diferentes de la Vía Láctea (Crédito:M. Noguchi, cortesía de Nature). Los contornos son de observaciones de APOGEE (Crédito:M. Haywood et al. A&A, 589, 66 (2016), reproducido con permiso © ESO).
La descripción de Noguchi de la historia de la Vía Láctea comienza en el momento en que corrientes de gas frío fluyeron hacia la galaxia (acreción de flujo frío) y se formaron estrellas a partir de este gas. Durante este período, el gas rápidamente comenzó a acumular elementos α liberados por explosiones de supernovas de tipo II de corta duración. Por tanto, estas estrellas de primera generación son ricas en elementos α.
Cuando aparecieron ondas de choque y calentaron el gas a altas temperaturas hace 7 mil millones de años, el gas dejó de fluir hacia la galaxia y las estrellas dejaron de formarse. Durante este período, Las explosiones retardadas de supernovas de tipo Ia de larga duración inyectaron hierro en el gas y cambiaron su composición elemental. A medida que el gas se enfrió emitiendo radiación, comenzó a fluir de regreso a la galaxia hace 5 mil millones de años (flujo de enfriamiento) e hizo que la segunda generación de estrellas sea rica en hierro, incluido nuestro sol.
Según Benjamin Williams (Universidad de Washington) y sus colegas, nuestra galaxia vecina, Andrómeda, También formó estrellas en dos épocas distintas. El modelo de Noguchi predice que galaxias espirales masivas como la Vía Láctea y Andrómeda experimentaron una brecha en la formación de estrellas, mientras que las galaxias más pequeñas formaban estrellas continuamente. Noguchi espera que "las observaciones futuras de galaxias cercanas puedan revolucionar nuestra visión sobre la formación de galaxias".
