Las futuras trayectorias orbitales de tres galaxias espirales:nuestra Vía Láctea (azul), Andrómeda, también conocido como M31 (rojo), y Triangulum, también conocido como M33 (verde). El círculo indica la posición actual de cada galaxia, y sus trayectorias futuras se han calculado utilizando datos del segundo lanzamiento de la misión Gaia de la ESA. La Vía Láctea se muestra como la impresión de un artista, mientras que las imágenes de Andrómeda y Triángulo se basan en datos de Gaia. Las flechas a lo largo de las trayectorias indican la dirección estimada del movimiento de cada galaxia y sus posiciones, 2.5 mil millones de años en el futuro, mientras que las cruces marcan su posición estimada en unos 4.500 millones de años. Aproximadamente 4.5 mil millones de años a partir de ahora, la Vía Láctea y Andrómeda harán su primer paso cercano entre sí a una distancia de aproximadamente 400 000 años luz. Las galaxias continuarán acercándose unas a otras y eventualmente se fusionarán para formar una galaxia elíptica. La escala lineal de 1 millón de años luz se refiere a las trayectorias de las galaxias; las imágenes de la galaxia no están a escala. Crédito:Órbitas:E. Patel, G. Besla (Universidad de Arizona), R. van der Marel (STScI); Imágenes:ESA (Milky Way); ESA / Gaia / DPAC (M31, M33)
El satélite Gaia de la ESA ha mirado más allá de nuestra galaxia y ha explorado dos galaxias cercanas para revelar los movimientos estelares dentro de ellas y cómo un día interactuarán y colisionarán con la Vía Láctea, con resultados sorprendentes.
Nuestra Vía Láctea pertenece a una gran reunión de galaxias conocida como Grupo Local y, junto con las galaxias de Andrómeda y Triángulo, también conocidas como M31 y M33, respectivamente, constituye la mayor parte de la masa del grupo.
Los astrónomos han sospechado durante mucho tiempo que Andrómeda algún día chocará con la Vía Láctea, remodelando completamente nuestro vecindario cósmico. Sin embargo, los movimientos tridimensionales de las galaxias del Grupo Local seguían sin estar claros, pintando una imagen incierta del futuro de la Vía Láctea.
"Necesitábamos explorar los movimientos de las galaxias en 3D para descubrir cómo han crecido y evolucionado, y qué crea e influye en sus características y comportamiento, "dice el autor principal Roeland van der Marel del Space Telescope Science Institute en Baltimore, ESTADOS UNIDOS.
"Pudimos hacer esto utilizando el segundo paquete de datos de alta calidad publicado por Gaia".
Gaia está construyendo actualmente el mapa 3D más preciso de las estrellas en el Universo cercano, y publica sus datos por etapas. Los datos de la segunda versión, hecho en abril de 2018, se utilizó en esta investigación.
Estudios anteriores del Grupo Local han combinado observaciones de telescopios, incluido el Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA y el Very Long Baseline Array basado en tierra para descubrir cómo las órbitas de Andrómeda y Triángulo han cambiado con el tiempo. Las dos galaxias espirales en forma de disco se encuentran entre 2,5 y 3 millones de años luz de nosotros, y están lo suficientemente cerca el uno del otro como para que puedan estar interactuando.
Surgieron dos posibilidades:o Triangulum está en una órbita increíblemente larga de seis mil millones de años alrededor de Andrómeda pero ya ha caído en ella en el pasado, o está actualmente en su primera caída. Cada escenario refleja una trayectoria orbital diferente, y por lo tanto una historia de formación diferente y un futuro para cada galaxia.
Una vista de todo el cielo de nuestra Vía Láctea y las galaxias vecinas, basado en mediciones de casi 1.7 mil millones de estrellas. El mapa muestra la densidad de estrellas observada por Gaia en cada porción del cielo entre julio de 2014 y mayo de 2016. Las regiones más brillantes indican concentraciones más densas de estrellas, mientras que las regiones más oscuras corresponden a parches del cielo donde se observan menos estrellas. En contraste con el mapa de brillo en color, que está dominado por las estrellas más brillantes y masivas, esta vista muestra la distribución de todas las estrellas, incluidos los débiles y distantes. La brillante estructura horizontal que domina la imagen es el plano galáctico, el disco aplanado que alberga la mayoría de las estrellas en nuestra galaxia natal, con el centro galáctico en el medio. La característica alargada visible debajo del centro galáctico y apuntando hacia abajo es la galaxia enana de Sagitario, un pequeño satélite de la Vía Láctea que está dejando una corriente de estrellas como efecto del tirón gravitacional de nuestra Galaxia. Esta característica tenue solo es visible en esta vista, y no en el mapa de todo el cielo basado en la luminosidad de las estrellas, que está dominado por fuentes brillantes. Las regiones más oscuras en el plano galáctico corresponden a nubes en primer plano de gas y polvo interestelar, que absorben la luz de las estrellas situadas más lejos, detrás de las nubes. Muchos de ellos esconden viveros estelares donde están naciendo nuevas generaciones de estrellas. Esparcidos por la imagen también hay muchos cúmulos globulares y abiertos, grupos de estrellas que se mantienen unidas por su gravedad mutua. así como galaxias enteras más allá de la nuestra. Los dos objetos brillantes en la parte inferior derecha de la imagen son las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas, dos galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea. Otras galaxias cercanas también son visibles, más notablemente el vecino galáctico más grande de la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda (también conocida como M31), visto en la parte inferior izquierda de la imagen junto con su satélite, la galaxia del Triángulo (M33). En la imagen también se ven varios artefactos en forma de características curvas y rayas más oscuras, aunque en mucha menor medida con respecto al primer mapa del cielo de Gaia, que se basó en solo 14 meses de datos del satélite. Estas características no son de origen astronómico, sino que reflejan el procedimiento de escaneo de Gaia, y desaparecerá gradualmente a medida que se recopilen más datos durante la misión de cinco años. La segunda publicación de datos de Gaia se hizo pública el 25 de abril de 2018 e incluye la posición y el brillo de casi 1.700 millones de estrellas. y el paralaje, movimiento y color adecuados de más de 1.300 millones de estrellas. También incluye la velocidad radial de más de siete millones de estrellas, la temperatura de la superficie de más de 100 millones y otros parámetros astrofísicos de 70 a 80 millones de estrellas. También hay más de 500 000 fuentes variables, y la posición de 14 099 objetos conocidos del Sistema Solar, la mayoría de ellos asteroides, incluidos en el comunicado. Crédito:ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 OIG
Si bien Hubble ha obtenido la vista más nítida de Andrómeda y Triangulum, Gaia mide la posición individual y el movimiento de muchas de sus estrellas con una precisión sin precedentes.
"Revisamos los datos de Gaia para identificar miles de estrellas individuales en ambas galaxias, y estudió cómo se movían estas estrellas dentro de sus hogares galácticos, "agrega el coautor Mark Fardal, también del Space Telescope Science Institute.
"Si bien Gaia tiene como objetivo principal estudiar la Vía Láctea, es lo suficientemente potente como para detectar estrellas especialmente masivas y brillantes dentro de las regiones cercanas de formación de estrellas, incluso en galaxias más allá de la nuestra ".
Los movimientos estelares medidos por Gaia no solo revelan cómo cada una de las galaxias se mueve a través del espacio, sino también cómo cada uno gira alrededor de su propio eje de giro.
Hace un siglo, cuando los astrónomos intentaron por primera vez comprender la naturaleza de las galaxias, estas medidas de giro fueron muy solicitadas, pero no se pudo completar con éxito con los telescopios disponibles en ese momento.
"Se necesitó un observatorio tan avanzado como Gaia para finalmente hacerlo, "dice Roeland.
"Por primera vez, hemos medido cómo giran M31 y M33 en el cielo. Los astrónomos solían ver las galaxias como mundos agrupados que no podrían ser 'islas' separadas, pero ahora sabemos lo contrario.
"Le ha costado 100 años y Gaia finalmente medir la verdad, diminuto, tasa de rotación de nuestro vecino galáctico más cercano, M31. Esto nos ayudará a comprender más sobre la naturaleza de las galaxias ".
Una vista de la galaxia de Andrómeda, también conocido como M31, con mediciones de los movimientos de las estrellas dentro de la galaxia. Esta galaxia espiral es el vecino grande más cercano de nuestra Vía Láctea. La imagen de fondo, obtenido con el satélite Galex de la NASA en longitudes de onda casi ultravioleta, destaca las regiones dentro de la galaxia donde se están formando las estrellas. Los símbolos azules marcan la ubicación de las estrellas jóvenes y brillantes que se utilizaron para medir el movimiento de la galaxia. y las flechas amarillas indican los movimientos estelares promedio en varios lugares, basado en datos del segundo lanzamiento del satélite Gaia de la ESA. Es evidente una rotación en sentido antihorario del disco de la galaxia espiral. Se espera que la precisión de estas mediciones mejore con las futuras publicaciones de datos de Gaia. Crédito:ESA / Gaia (movimientos de estrellas); NASA / Galex (imagen de fondo); R. van der Marel, M. Fardal, J. Sahlmann (STScI)
Al combinar las observaciones existentes con la nueva publicación de datos de Gaia, los investigadores determinaron cómo Andrómeda y Triángulo se mueven cada uno a través del cielo, y calculó la trayectoria orbital de cada galaxia tanto hacia atrás como hacia adelante en el tiempo durante miles de millones de años.
"Las velocidades que encontramos muestran que M33 no puede estar en una órbita larga alrededor de M31, "dice el coautor Ekta Patel de la Universidad de Arizona, ESTADOS UNIDOS. "Nuestros modelos implican unánimemente que M33 debe estar en su primera caída en M31".
Mientras que la Vía Láctea y Andrómeda todavía están destinadas a colisionar y fusionarse, Es probable que tanto el momento como la destructividad de la interacción sean diferentes de lo esperado.
Como el movimiento de Andrómeda difiere algo de las estimaciones anteriores, Es probable que la galaxia dé más un golpe a la Vía Láctea que una colisión frontal. Esto no sucederá dentro de 3.900 millones de años, pero en 4.500 millones, unos 600 millones de años más tarde de lo previsto.
"Este hallazgo es crucial para nuestra comprensión de cómo evolucionan e interactúan las galaxias, "Dice Timo Prusti, Científico del Proyecto Gaia de la ESA.
"Vemos características inusuales tanto en M31 como en M33, como corrientes deformadas y colas de gas y estrellas. Si las galaxias no se han unido antes, estos no pueden haber sido creados por las fuerzas sentidas durante una fusión. Quizás se formaron a través de interacciones con otras galaxias, o por la dinámica de los gases dentro de las propias galaxias.
"Gaia fue diseñado principalmente para mapear estrellas dentro de la Vía Láctea, pero este nuevo estudio muestra que el satélite está superando las expectativas, y puede proporcionar conocimientos únicos sobre la estructura y la dinámica de las galaxias más allá del ámbito del nuestro. Cuanto más tiempo observa Gaia los pequeños movimientos de estas galaxias a través del cielo, más precisas serán nuestras medidas ".
