En los primeros días de nuestro Universo, hace poco más de 13 mil millones de años, había muy poca estructura. Había estrellas, y se estaban formando a un ritmo rápido, iniciando lo que se conoce como la Era Estellífera. Pero las enormes y majestuosas galaxias que vemos hoy, incluida nuestra galaxia, la Vía Láctea, aún no se habían formado.

Las primeras galaxias en formarse fueron galaxias enanas, y con el tiempo, se fusionaron para construir los tipos de galaxias espirales que vemos hoy. Los astrónomos saben que eso fue lo que sucedió, pero la línea de tiempo exacta para la Vía Láctea no ha sido clara. Ahora, un nuevo estudio publicado en Nature Astronomy ha revelado algunos de los detalles en la formación de nuestra galaxia de origen.

El nuevo estudio, titulado «Descubriendo el nacimiento de la Vía Láctea a través de edades estelares precisas con Gaia» se basa en datos de la nave espacial Gaia de la ESA. La misión de Gaia es mapear las estrellas en la Vía Láctea. No los asignará a todos, pero medirá con precisión la posición y el movimiento de solo el uno por ciento de los 100 mil millones de estrellas de la galaxia. Esa muestra revela una imagen general de la galaxia.

El movimiento de una estrella se imparte a esa estrella en el momento de su formación. Gaia crea un mapa 3D de la Vía Láctea midiendo este movimiento. Esencialmente, ese mapa permite a los astrónomos mirar hacia atrás en el tiempo, al rastrear el movimiento de la estrella hacia atrás. Es por eso que los datos de Gaia son una herramienta tan poderosa para comprender la historia de la Vía Láctea.

Un equipo de astrónomos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) utilizó estos datos para examinar la historia de la Vía Láctea y descubrir cómo era en el pasado. La autora principal del artículo es Carme Gallart, investigadora del IAC. En un comunicado de prensa, Gallart dijo: “Hemos analizado, y comparado con modelos teóricos, la distribución de colores y magnitudes (brillos) de las estrellas en la Vía Láctea, dividiéndolas en varios componentes; el llamado halo estelar (una estructura esférica que rodea las galaxias espirales) y el disco grueso (las estrellas forman el disco de nuestra galaxia, pero ocupan un cierto rango de altura) «.

Los astrónomos han estudiado el halo galáctico de la Vía Láctea y encontraron dos poblaciones distintas de estrellas allí. Una de esas poblaciones está dominada por estrellas azules. El movimiento de esas estrellas les dijo a los astrónomos que son los restos de una galaxia enana que se fusionó con la Vía Láctea. Esa antigua galaxia enana se llama Gaia-Encelado. La otra población en el halo está formada por estrellas rojas. La historia de esas estrellas, y la línea de tiempo de la fusión Vía Láctea / Gaia-Encelado, nunca se entendió bien.

 Gracias a la misión de Gaia y al trabajo de estos astrónomos, ahora estamos obteniendo una mejor comprensión de la fusión.

«Analizar los datos de Gaia nos ha permitido obtener la distribución de las edades de las estrellas en ambos componentes y ha demostrado que las dos están formadas por estrellas igualmente viejas, que son más antiguas que las del disco grueso», dice el investigador de IAC y coautor Chris Brook.

Pero eso plantea otra pregunta: si ambas poblaciones de estrellas tienen la misma edad, ¿en qué se diferencian? Principalmente se reduce a su metalicidad.

 «La pieza final del rompecabezas estuvo dada por la cantidad de» metales «(elementos que no son hidrógeno o helio) en las estrellas de un componente u otro», explicó Tomás Ruiz Lara, investigador y coautor de IAC. «Las estrellas en el componente azul tienen una cantidad menor de metales que las del componente rojo».

Estos hallazgos, con la adición de las predicciones de simulaciones que también se analizan en el artículo, han permitido a los investigadores completar la historia de la formación de la Vía Láctea.

La Vía Láctea hace 10 mil millones de años, con la galaxia enana Gaia-Encelado en proceso de fusión.

Los resultados de este trabajo cuentan una historia de formación estelar y fusión y crecimiento galáctico que resulta en la Vía Láctea actual.

Esta historia comienza hace 13 mil millones de años, varios cientos de millones de años después del Big Bang, cuando las estrellas se formaban en dos sistemas separados. Uno era la galaxia enana de Gaia-Encelado, y el otro era el progenitor de nuestra Vía Láctea. La Vía Láctea temprana era aproximadamente 4 veces más masiva que la galaxia enana, y estaba formada por estrellas más jóvenes y de mayor metalicidad.

Hace unos 10 mil millones de años, hubo una colisión violenta entre Gaia-Encelado y la Vía Láctea temprana. Ese evento provocó el movimiento caótico de algunas estrellas de la galaxia enana y algunas de la Vía Láctea más grande, y finalmente formaron el halo. Luego hubo un largo período de estallidos caóticos de formación estelar, hasta que las cosas se calmaron hace unos 6 mil millones de años.