Un nuevo estudio sobre la cinemática y la composición química de una muestra de estrellas en las proximidades del sol, dirigido por la Dra. Daniela Carollo, investigador del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, ha revelado que las estrellas que componen el disco grueso de la Vía Láctea pertenecen a dos poblaciones estelares distintas con características diferentes y no a una sola, como se ha pensado durante más de dos décadas.

El nuevo componente de disco grueso, llamado disco grueso de metal débil (MWTD) o disco grueso pobre en metal, se diferencia del canónico en la velocidad de rotación alrededor del centro galáctico y su composición química. En efecto, las estrellas que componen el TD tienen una velocidad de rotación de unos 180 km por segundo, mientras que los del MWTD giran más lentamente, a unos 150 km por segundo. Las estrellas pertenecientes al MWTD también son dos veces más pobres en metales que las del TD y tienen mayor energía. una propiedad que les permite alcanzar mayores alturas desde el plano galáctico.

"Fueron casi 30 años que los astrónomos intentaron resolver este acertijo, "dijo el Dr. Carollo, científico del Observatorio Astrofísico de Turín, primer autor del artículo que informa sobre el descubrimiento, recién publicado en El diario astrofísico . "De hecho, se pensaba que el MWTD no era más que una extensión del disco grueso y no una población independiente con diferentes orígenes astrofísicos ".

Los parámetros precisos proporcionados por la misión Gaia de la ESA (posiciones, distancias y movimiento intrínseco de las estrellas), y la información química en una muestra de 40, 000 estrellas del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), permitió al equipo distinguir el MWTD en un diagrama que muestra los momentos angulares combinados con la química.

"Los momentos angulares son cantidades que se conservan durante la formación y posterior evolución de un sistema físico como nuestra galaxia, "explica el Dr. Carollo". en un diagrama preciso de los momentos angulares, las estrellas traídas a la galaxia por el mismo progenitor, como por ejemplo de una fusión previa de una galaxia satélite, tendrá momentos angulares similares y tenderá a agruparse en el diagrama ".

TD y MWTD forman dos grupos distintos en el diagrama, así como en su química. En astronomía, los elementos químicos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio, que se formaron durante el Big Bang, se definen como metales. Estos elementos químicos más pesados ​​se produjeron durante la nucleosíntesis de estrellas masivas que explotaron como supernovas.

Un grupo particular de elementos ligeros como el magnesio y el titanio, en comparación con elementos más pesados, como el hierro, proporcionan un parámetro fundamental que permite a los científicos distinguir las poblaciones de estrellas viejas de las de estrellas más jóvenes. El MWTD no solo posee estrellas más pobres en hierro, pero esas estrellas también son más ricas en elementos del grupo magnesio y titanio (elementos alfa) lo que sugiere una formación antecedente a la TD.

Estas importantes diferencias entre el TD y el MWTD, a saber, la cinemática y la química de sus estrellas, sugieren que los dos discos tuvieron un origen diferente durante el proceso de formación de galaxias.

Pero, ¿cómo se formó un segundo disco grueso en la Vía Láctea? Las hipótesis son múltiples:el MWTD podría ser más antiguo que el TD y sus estrellas podrían haber sido energizadas por una fusión de una galaxia satélite enana con la Vía Láctea, durante su etapa de formación inicial. Después, la fusión de una segunda galaxia satélite habría dado lugar a la TD.

Otra posibilidad es que las estrellas MWTD se hayan formado originalmente en un área más cercana al centro de la galaxia primordial y posteriormente hayan sido transportadas a distancias más grandes. más cerca de donde se encuentra el sol ahora, por fenómenos internos como inestabilidades de la barra central o la formación de brazos espirales de la galaxia. O una antigua galaxia satélite de masa similar a la Pequeña Nube de Magallanes se fusionó con la galaxia primordial y sus estrellas comenzaron a girar alrededor del centro galáctico debido a la interacción gravitacional mutua.

Todas estas hipótesis se pueden probar a través de modelos teóricos y simulaciones de formación de galaxias similares a la Vía Láctea.