Un equipo de astrónomos de Leiden utilizó el último conjunto de datos de la misión Gaia de la ESA para buscar estrellas de alta velocidad expulsadas de la Vía Láctea. pero se sorprendieron al encontrar estrellas en su lugar corriendo hacia adentro, tal vez de otra galaxia.

En abril, El topógrafo estelar de la ESA, Gaia, publicó un catálogo sin precedentes de más de mil millones de estrellas. Los astrónomos de todo el mundo han estado trabajando incesantemente durante los últimos meses para explorar este extraordinario conjunto de datos, escudriñando las propiedades y los movimientos de las estrellas en nuestra galaxia y más allá con una precisión nunca antes alcanzada, dando lugar a una multitud de estudios nuevos e intrigantes.

La Vía Láctea contiene más de cien mil millones de estrellas. La mayoría están ubicadas en un disco con un denso, centro abultado, en medio del cual hay un agujero negro supermasivo. El resto se extiende en un halo esférico mucho más grande. Las estrellas giran alrededor de la Vía Láctea a cientos de kilómetros por segundo, y sus movimientos contienen una gran cantidad de información sobre la historia pasada de la galaxia. La clase de estrellas más rápida de nuestra galaxia se llama estrellas de hipervelocidad, que se cree que comienzan su vida cerca del centro galáctico para luego ser arrojados hacia el borde de la Vía Láctea a través de interacciones con el agujero negro.

Solo se ha descubierto una pequeña cantidad de estrellas a hipervelocidad, y el segundo lanzamiento de datos publicado recientemente por Gaia brinda una oportunidad única para buscar más de ellos. Varios grupos de astrónomos se lanzaron al nuevo conjunto de datos en busca de estrellas de hipervelocidad inmediatamente después del lanzamiento. Entre ellos, tres científicos de la Universidad de Leiden se llevaron una gran sorpresa.

Para 1.3 mil millones de estrellas, Gaia midió posiciones, paralaje, un indicador de su distancia, y movimientos bidimensionales en el plano del cielo. Para siete millones de los más brillantes, también midió la rapidez con la que se acercan o se alejan de nosotros. "De los siete millones de estrellas Gaia con mediciones completas de velocidad en 3-D, encontramos veinte que podrían estar viajando lo suficientemente rápido como para eventualmente escapar de la Vía Láctea, "explica Elena Maria Rossi, uno de los autores del nuevo estudio.

Elena y colegas, que ya había descubierto un puñado de estrellas a hipervelocidad el año pasado en un estudio exploratorio basado en datos del primer lanzamiento de Gaia, se sorprendieron gratamente, ya que esperaban encontrar a lo sumo una estrella desprendiéndose de la galaxia entre estos siete millones. Y hay más. "En lugar de volar lejos del centro galáctico, la mayoría de las estrellas de alta velocidad que vimos parecen estar corriendo hacia él, "agrega el coautor Tommaso Marchetti." Estas podrían ser estrellas de otra galaxia, haciendo zoom a través de la Vía Láctea ".

Es posible que estos intrusos intergalácticos provengan de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia relativamente pequeña que orbita la Vía Láctea, o pueden tener su origen en una galaxia aún más lejana. Si ese es el caso, llevan la huella de su sitio de origen, y estudiarlos a distancias mucho más cercanas que su galaxia madre podría proporcionar información sin precedentes sobre la naturaleza de las estrellas en otra galaxia, similar en cierto modo al estudio del material marciano traído a nuestro planeta por los meteoritos.

"Las estrellas pueden acelerarse a altas velocidades cuando interactúan con un agujero negro supermasivo, "Elena explica." Así que la presencia de estas estrellas podría ser una señal de tales agujeros negros en galaxias cercanas. Pero las estrellas también pueden haber sido parte de un sistema binario, lanzado hacia la Vía Láctea cuando su estrella compañera explotó como una supernova. De cualquier manera, estudiarlos podría darnos más información sobre este tipo de procesos en galaxias cercanas ".

Una explicación alternativa es que las estrellas veloces recientemente identificadas podrían ser nativas del halo de nuestra galaxia, aceleró y empujó hacia adentro a través de interacciones con una de las galaxias enanas que cayeron hacia la Vía Láctea durante su historia de acumulación. Información adicional sobre la edad y composición de las estrellas podría ayudar a los astrónomos a aclarar su origen. "Es probable que una estrella del halo de la Vía Láctea sea bastante antigua y esté compuesta principalmente de hidrógeno, mientras que las estrellas de otras galaxias podrían contener muchos elementos más pesados, ", dice Tommaso." Observar los colores de las estrellas nos dice más sobre de qué están hechas ".

Los nuevos datos ayudarán a precisar la naturaleza y el origen de estas estrellas con más certeza, y el equipo utilizará telescopios terrestres para obtener más información sobre ellos. Mientras tanto, Gaia continúa haciendo observaciones del cielo completo, incluyendo las estrellas analizadas en este estudio. Mientras investigaba la naturaleza de estos posibles intrusos estelares, el equipo también está ocupado investigando el conjunto de datos completo del segundo lanzamiento de Gaia, buscando más estrellas de alta velocidad y mirando hacia el futuro. Se planean al menos dos publicaciones más de datos de Gaia en la década de 2020, y cada uno proporcionará información nueva y más precisa sobre un conjunto más grande de estrellas.

"Eventualmente esperamos mediciones completas de velocidad en 3-D para hasta 150 millones de estrellas, "explica el coautor Anthony Brown, presidente del Consorcio Ejecutivo del Consorcio de Procesamiento y Análisis de Datos de Gaia. "Esto ayudará a encontrar cientos o miles de estrellas a hipervelocidad, comprender su origen con mucho más detalle, y utilícelos para investigar el entorno del centro galáctico, así como la historia de nuestra galaxia, ", agrega." Este emocionante resultado muestra que Gaia es una verdadera máquina de descubrimiento, proporcionando el terreno para descubrimientos completamente inesperados sobre nuestra galaxia, "concluye Timo Prusti, Científico del proyecto Gaia en la ESA.