La galaxia de Andrómeda
¿Cómo surgieron las grandes galaxias, como nuestra propia Vía Láctea y la cercana Galaxia de Andrómeda, emerger de la sopa sin rasgos distintivos que existió después del nacimiento de nuestro universo?
Décadas de observaciones y esfuerzo teórico han proporcionado una imagen en la que los átomos se agrupan en galaxias, atraído por la atracción gravitacional de la materia oscura. Nuestros universos sintéticos, creado y evolucionado en las supercomputadoras más poderosas, encaja a la perfección con la distribución de las galaxias que vemos en el universo.
Comprender los detalles a pequeña escala ocupará a los astrónomos durante las próximas décadas, pero parece que las galaxias se acumulan con el tiempo acumulando (reuniendo) sistemas más pequeños que se acercan demasiado.
Y en las últimas décadas, ha quedado claro que el tenue halo estelar que rodea a las grandes galaxias contiene las pistas para desentrañar la historia de acreción de las galaxias.
Disección de galaxias
Una gran galaxia espiral se puede dividir en tres piezas clave:el bulto, el disco y el halo.
La protuberancia y el disco albergan la gran mayoría de los cientos de miles de millones de estrellas que componen la galaxia. mientras que solo el 1% de las estrellas se puede encontrar en el halo que envuelve una galaxia.
El halo alberga algunas de las estrellas más antiguas que se encuentran en una galaxia. También es el hogar de cúmulos globulares, los grupos de estrellas ligados más antiguos que conocemos en el universo.
Estos sugieren que el halo fue el primer componente galáctico en formarse, y debería tener uno de los registros mejor conservados de la historia de la formación de una galaxia.
Pero para revelar los secretos ocultos dentro de una galaxia, los astrónomos tienen que adoptar un enfoque forense y mirar el halo estelar como la escena de un crimen.
Caníbales galácticos
Es dentro del halo estelar donde las galaxias enanas más pequeñas encuentran su destino final, perdiendo su batalla con las destructivas fuerzas de la gravedad.
Estas galaxias enanas están desnudas hostigados y dispersos hasta que finalmente se mezclan con las estrellas de la galaxia más grande.
Pero esta destrucción este canibalismo galáctico, puede llevar muchos miles de millones de años, y esperamos captar la destrucción en curso de las galaxias enanas incluso hoy.
Diseccionando una galaxia. Crédito:La conversación, CC BY-ND
Existe evidencia observacional de la existencia de una variedad de subestructuras en los halos de galaxias, como corrientes de marea y conchas estelares, revelado en nuestra propia Vía Láctea y la vecina Galaxia de Andrómeda.
Es dentro de estas galaxias donde podemos identificar y aislar estrellas individuales dentro del halo extremadamente tenue. Y fue el halo de Andrómeda el que formó el foco de nuestro nuevo estudio publicado recientemente.
Una búsqueda de agrupamiento
En lugar de estrellas utilizamos un mapa de las nebulosas planetarias que también habitan el halo de Andrómeda.
Estas son las últimas etapas de la evolución de estrellas similares a nuestro propio sol, estrellas que son los escombros de galaxias enanas disruptivas y perturbadas. Afortunadamente, Estos son fácilmente identificables debido a su peculiar firma espectral, una firma que también revela sus velocidades.
Necesitábamos recoger estos cadáveres galácticos, diseccionando la escena del crimen para determinar cuántas víctimas yacían ocultas a la vista.
La subestructura estelar vista en el halo de Andrómeda como se revela en los PAndAS. Las estrellas han sido codificadas por colores según su metalicidad, una medida de su enriquecimiento químico. Las estrellas ricas en metales aparecen rojas, mientras que el azul es pobre en metales. La vista del Estudio Arqueológico Pan-Andrómeda del Sistema de Satélites de Andrómeda. Crédito:Ibata et. Alabama. (2013), Autor proporcionado
Para hacer esto, buscamos cuán "agrupadas" están estas nebulosas planetarias.
Si la imagen de los halos que crecen a través de la acreción es correcta, entonces deberíamos esperar una distribución subyacente fluida y no agrupada, los restos de antiguas acumulaciones que han sido completamente interrumpidas y mezcladas, superpuesto con acumulaciones en curso que deberían agruparse en el espacio y la velocidad.
Pero hay problemas. Si bien podemos ver dónde están las nebulosas planetarias en el cielo, y podemos medir la velocidad a lo largo de la línea de visión, las distancias son desconocidas, como son los movimientos propios en el plano del cielo.
Tuvimos que desarrollar algunos métodos inteligentes para buscar firmas de agrupación, y compararlos con las expectativas extraídas de modelos sintéticos de galaxias.
¡Y éxito! Los resultados revelaron una mezcla de nebulosas planetarias agrupadas suavemente revueltas y grumosas, precisamente de acuerdo con nuestras expectativas cosmológicas.
Esto proporciona más evidencia de nuestra mejor explicación actual para el cosmos, el modelo cosmológico Lambda Cold Dark Matter, un universo dominado por la atracción gravitacional de la materia oscura que lucha contra la expansión del universo, y donde las galaxias se han ido acumulando a lo largo del tiempo devorando sistemas más pequeños.
Un halo simulado de una galaxia como Andrómeda. El halo está lleno de los escombros de la subestructura interrumpida por las mareas. Crédito:Andrew Cooper, John Helly (Universidad de Durham)
Si bien este éxito es alentador, con evidencia creciente de que nuestra comprensión del funcionamiento del universo está bien fundada, persisten las tensiones. Esto es particularmente cierto en la escala de los halos individuales de las grandes galaxias:la danza coordinada recientemente descubierta de las galaxias enanas todavía clama por una respuesta.
El esfuerzo astronómico continuará durante las próximas décadas, pero sobre la cuestión de cuándo realmente entenderemos la formación y evolución de las galaxias, El jurado aún está deliberando.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original. 
