Hace casi 3 mil millones de años, una galaxia enana se hundió en el centro de la Vía Láctea y fue destrozada por las fuerzas gravitacionales de la colisión. Los astrofísicos anunciaron hoy que la fusión produjo una serie de formaciones de estrellas reveladoras en forma de concha en las cercanías de la constelación de Virgo. las primeras "estructuras de caparazón" que se encuentran en la Vía Láctea. El hallazgo ofrece más evidencia del evento antiguo, y nuevas posibles explicaciones para otros fenómenos en la galaxia.

Los astrónomos identificaron una densidad inusualmente alta de estrellas llamada Virgo Overdensity hace aproximadamente dos décadas. Las encuestas de estrellas revelaron que algunas de estas estrellas se mueven hacia nosotros mientras que otras se alejan, que también es inusual, como un cúmulo de estrellas normalmente viajaría en concierto. Basado en datos emergentes, Los astrofísicos del Instituto Politécnico Rensselaer propusieron en 2019 que la sobredensidad era el resultado de una fusión radial, la versión estelar de un T-bone crash.

"Cuando lo juntamos, fue un momento 'ajá', "dijo Heidi Jo Newberg, Profesor de física Rensselaer, física Aplicada, y astronomía, y autor principal del El diario astrofísico documento que detalla el descubrimiento. "Este grupo de estrellas tenía un montón de velocidades diferentes, lo cual fue muy extraño. Pero ahora que vemos su movimiento como un todo, entendemos por qué las velocidades son diferentes, y por qué se mueven de la forma en que lo hacen ".

Las estructuras de caparazón recién anunciadas son planos de estrellas curvas, como paraguas, dejado atrás cuando la galaxia enana fue destrozada, literalmente rebotando hacia arriba y hacia abajo a través del centro de la galaxia cuando se incorporó a la Vía Láctea, un evento que los investigadores han denominado "Fusión radial de Virgo". Cada vez que las estrellas de la galaxia enana pasan rápidamente por el centro de la galaxia, reduzca la velocidad a medida que son arrastrados por la gravedad de la Vía Láctea hasta que se detengan en su punto más lejano, y luego dar la vuelta para chocar contra el centro de nuevo, se crea otra estructura de caparazón. Las simulaciones que coinciden con los datos de la encuesta se pueden usar para calcular cuántos ciclos ha soportado la galaxia enana, y por lo tanto, cuando ocurrió la colisión original.

El nuevo artículo identifica dos estructuras de caparazón en la sobredensidad de Virgo y dos en la región de la nube de Hércules Aquila. basado en datos de Sloan Digital Sky Survey, el telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, y el telescopio LAMOST en China. El modelado informático de las capas y el movimiento de las estrellas indica que la galaxia enana pasó por primera vez por el centro galáctico de la Vía Láctea hace 2.700 millones de años.

Newberg es un experto en el halo de la Vía Láctea, una nube esférica de estrellas que rodea los brazos espirales del disco central. La mayoría, si no todas, de esas estrellas parecen ser "inmigrantes, "estrellas que se formaron en galaxias más pequeñas que luego fueron arrastradas hacia la Vía Láctea. A medida que las galaxias más pequeñas se fusionan con la Vía Láctea, sus estrellas son arrastradas por las llamadas "fuerzas de marea, "el mismo tipo de fuerzas diferenciales que provocan las mareas en la Tierra, y eventualmente forman un largo cordón de estrellas que se mueven al unísono dentro del halo. Tales fusiones de mareas son bastante comunes y han formado gran parte de la investigación de Newberg durante las últimas dos décadas.

Las "fusiones radiales" más violentas se consideran mucho menos comunes. Thomas Donlon II, un estudiante graduado de Rensselaer y primer autor del artículo, dijo que inicialmente no estaban buscando evidencia de tal evento.

"Hay otras galaxias, típicamente galaxias más esféricas, que tienen una estructura de concha muy pronunciada, para que sepas que estas cosas pasan, pero hemos mirado en la Vía Láctea y no hemos visto algo realmente obvio, conchas gigantes, "dijo Donlon, quien fue el autor principal del artículo de 2019 que propuso por primera vez la Fusión Radial de Virgo. Mientras modelaban el movimiento de la sobredensidad de Virgo, comenzaron a considerar una fusión radial. "Y luego nos dimos cuenta de que es el mismo tipo de fusión lo que causa estas grandes conchas. Simplemente se ve diferente porque, por una cosa, estamos dentro de la Vía Láctea, entonces tenemos una perspectiva diferente, y también esta es una galaxia de disco y no tenemos tantos ejemplos de estructuras de caparazón en galaxias de disco ".

El hallazgo plantea posibles implicaciones para una serie de otros fenómenos estelares, incluyendo la salchicha Gaia, una formación de estrellas que se cree que fue el resultado de la fusión de una galaxia enana hace entre 8 y 11 mil millones de años. El trabajo anterior apoyó la idea de que la Fusión Radial de Virgo y la Salchicha Gaia resultaron del mismo evento; la estimación de edad mucho más baja para la Fusión Radial de Virgo significa que o los dos son eventos diferentes o la Salchicha de Gaia es mucho más joven y no pudo haber causado la creación del disco grueso de la Vía Láctea, como se afirmó anteriormente. Un patrón en espiral descubierto recientemente en los datos de posición y velocidad de estrellas cercanas al sol, a veces llamado el caracol de Gaia, y un evento propuesto llamado Splash, también puede estar asociado con la Fusión Radial de Virgo.

"Hay muchos vínculos potenciales con este hallazgo, ", Dijo Newberg." La Fusión Radial de Virgo abre la puerta a una mayor comprensión de otros fenómenos que vemos y no entendemos por completo, y eso muy bien podría haber sido afectado por algo que cayó justo en el medio de la galaxia hace menos de 3 mil millones de años ".