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ASTRONOMÍA. Los astrónomos descubren una nueva "galaxia fósil" enterrada en las profundidades ocultas de nuestra propia Vía Láctea

 

Impresión artística de cómo se vería la Vía Láctea vista desde arriba. Los anillos de colores muestran la extensión aproximada de la galaxia fósil conocida como Heracles. El punto amarillo muestra la posición del sol. Fuente: Danny Horta-Darrington (Universidad John Moores de Liverpool), NASA / JPL-Caltech y SDSS

Los científicos que trabajan con datos del Sloan Digital Sky Surveys’ Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), han descubierto una "galaxia fósil" escondida en las profundidades de nuestra propia Vía Láctea .

Este resultado, publicado el 20 de noviembre de 2020 en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , puede alterar nuestra comprensión de cómo la Vía Láctea se convirtió en la galaxia que vemos hoy.

La galaxia fósil propuesta puede haber chocado con la Vía Láctea hace diez mil millones de años, cuando nuestra galaxia aún estaba en su infancia. Los astrónomos lo llamaron Heracles, en honor al antiguo héroe griego que recibió el don de la inmortalidad cuando se creó la Vía Láctea. Los restos de Heracles representan aproximadamente un tercio del halo esférico de la Vía Láctea. Pero si las estrellas y el gas de Heracles constituyen un porcentaje tan grande del halo galáctico, ¿por qué no lo vimos antes? La respuesta está en su ubicación en las profundidades de la Vía Láctea.

APOGEE nos permite atravesar ese polvo y ver más profundamente que nunca en el corazón de la Vía Láctea".

Para encontrar una galaxia fósil como esta, los científicos tuvieron que observar la composición química detallada y los movimientos de decenas de miles de estrellas. Eso es especialmente difícil de hacer para las estrellas en el centro de la Vía Láctea, porque están ocultas a la vista por nubes de polvo interestelar. APOGEE permite atravesar ese polvo y ver más profundamente que nunca el corazón de la Vía Láctea.


Una imagen de todo el cielo de las estrellas de la Vía Láctea vistas desde la Tierra. Los anillos de colores muestran la extensión aproximada de las estrellas que provienen de la galaxia fósil conocida como Heracles. Los pequeños objetos en la parte inferior derecha de la imagen son las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas, dos pequeñas galaxias satélite de la Vía Láctea. Fuente: Danny Horta-Darrington (Universidad John Moores de Liverpool), ESA / Gaia y SDSS

APOGEE hace esto tomando espectros de estrellas en luz infrarroja cercana, en lugar de luz visible, que queda oscurecida por el polvo. Durante sus diez años de vida de observación, APOGEE ha medido los espectros de más de medio millón de estrellas en toda la Vía Láctea, incluido su núcleo previamente oscurecido por el polvo.

Para separar las estrellas pertenecientes a Heracles de las de la Vía Láctea original, el equipo utilizó tanto las composiciones químicas como las velocidades de las estrellas medidas por el instrumento APOGEE.

De las decenas de miles de estrellas que fueron observadas, unos cientos tenían composiciones químicas y velocidades sorprendentemente diferentes. Estas estrellas son tan diferentes que solo podrían haber venido de otra galaxia. Al estudiarlas en detalle, se pudo rastrear la ubicación precisa y la historia de esta galaxia fósil.


Este video muestra una simulación por ordenador de una galaxia como la Vía Láctea. La película avanza rápidamente a través del tiempo simulado desde hace 13 mil millones de años hasta la actualidad. La galaxia principal crece a medida que muchas galaxias pequeñas se fusionan con ella. Heracles se asemeja a una de las galaxias más pequeñas que se fusionaron con la Vía Láctea al principio del proceso. Fuente: Video creado por Ted Mackereth basado en las simulaciones EAGLE ( EAGLE es un proyecto del Consorcio Virgo para simulaciones de supercomputadoras cosmológicas.)

Debido a que las galaxias se construyen a través de fusiones de galaxias más pequeñas a lo largo del tiempo, los restos de galaxias más antiguas a menudo se ven en el halo exterior de la Vía Láctea, una enorme pero muy escasa nube de estrellas que envuelve la galaxia principal. Pero dado que nuestra galaxia se construyó de adentro hacia afuera, encontrar las primeras fusiones requiere mirar las partes más centrales del halo de la Vía Láctea, que están enterradas profundamente dentro del disco y se abultan.

Como nuestro hogar cósmico, la Vía Láctea ya es especial para nosotros, pero esta antigua galaxia enterrada en su interior la hace aún más especial.

Las estrellas que originalmente pertenecían a Heracles representan aproximadamente un tercio de la masa de todo el halo de la Vía Láctea en la actualidad, lo que significa que esta antigua colisión recién descubierta debe haber sido un evento importante en la historia de nuestra Galaxia. Eso sugiere que nuestra galaxia puede ser inusual, ya que la mayoría de las galaxias espirales masivas similares tuvieron vidas tempranas mucho más tranquilas.


APOGEE-2 extiende la cobertura del cielo del SDSS mediante el uso de telescopios tanto en el Observatorio Apache Point (APOGEE-2N) como en el Observatorio Las Campanas en Chile (APOGEE-2S). El uso de telescopios en ambos hemisferios significa que APOGEE-2 puede ver toda la Vía Láctea. Crédito de la imagen: Dana Berry / SkyWorks Digital Inc. y la colaboración SDSS.


Esta nueva era de descubrimientos no terminará con la finalización de las observaciones APOGEE. La quinta fase del SDSS ya ha comenzado a tomar datos, y su "Milky Way Mapper" se basará en el éxito de APOGEE para medir espectros para diez veces más de estrellas en todas las partes de la Vía Láctea, utilizando luz infrarroja cercana, luz visible y, a veces, ambas.


Telescopio SDSS en el Observatorio Apache Point, cerca de Sunspot NM, EE.UU. Altitud: 2.788 metros

Sloan Digital Sky Survey ha creado los mapas tridimensionales más detallados del Universo jamás creados, con imágenes profundas de varios colores de un tercio del cielo y espectros para más de tres millones de objetos astronómicos.

El SDSS inició operaciones de levantamiento regulares en 2000, después de una década de diseño y construcción. Ha progresado a través de varias fases, SDSS-I (2000-2005), SDSS-II (2005-2008), SDSS-III (2008-2014) y SDSS-IV (2014-). Cada una de estas fases ha involucrado varias propuestas con objetivos científicos entrelazados. Los tres proyectos que componen SDSS-IV son: eBOSS, APOGEE-2 y MaNGA.

Observatorio Apache Point, cerca de Sunspot, Nuevo México Altitud 2.788 metros


Fuente: “Evidence from APOGEE for the presence of a major building block of the halo buried in the inner Galaxy” by Danny Horta, Ricardo P Schiavon, J Ted Mackereth, Joel Pfeffer, Andrew C Mason, Shobhit Kisku, Francesca Fragkoudi, Carlos Allende Prieto, Katia Cunha, Sten Hasselquist, Jon Holtzman, Steven R Majewski, David Nataf, Robert W O’Connell, Mathias Schultheis and Verne V Smith, 20 November 2020, Monthly Notices of the Royal Astronomical SocietyDOI: 10.1093/mnras/staa2987


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