¿Cómo se formo la vía láctea?
Un nuevo estudio demuestra que la vía láctea se formo muy
rápidamente y en dos fases bien diferenciadas. Las observaciones, hechas con el
telescopio espacial Hubble, permitieron estudiar con una precisión la edad
relativa de 64 cúmulos globulares, unos de los objetos más antiguos del
Universo.
Un grupo internacional de astrónomos, formado por
investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de varios
centros de Italia y de Estados Unidos, ha descubierto nuevos datos que
demuestran que la Vía Láctea se formó por dos procesos diferenciados: uno
rápido en el que se formaron gran parte de las estrellas y los cúmulos
globulares que ahora pueblan el halo galáctico; y otro más lento de
acrecimiento o adición progresiva de otras galaxias enanas que fueron devoradas
por la nuestra.
La investigación se ha centrado en el estudio de las edades
relativas de los cúmulos globulares de la Vía Láctea. Los cúmulos globulares
son agrupaciones de estrellas muy viejas. Al estar entre los objetos más
antiguos del Universo, constituyen una de las claves principales para entender
la formación y evolución temprana de cualquier galaxia. Existen cerca de 150
cúmulos globulares catalogados en la Vía Láctea.
El reciente estudio forma parte del denominado Hubble
Treasury Program, calificativo que reciben aquellas investigaciones preferentes
que integran el legado del Hubble. Obtuvo la concesión de 130 órbitas de
observación con el telescopio espacial, lo que permitió estudiar un total de 64
cúmulos globulares con una precisión sin precedente hasta la fecha. “La
diferencia entre la calidad de estos datos y los anteriores es enorme y nos ha
permitido desarrollar aproximaciones metodológicas totalmente nuevas y más
precisas para la determinación de edades”, señala Antonio Aparicio,
investigador del IAC, profesor de Física Galáctica en la Universidad de La
Laguna (ULL) y miembro del equipo.
Gracias a la combinación de los nuevos datos y al desarrollo
de un nuevo método de análisis, los investigadores han podido confirmar que la
mayor parte de los cúmulos globulares que rodean la galaxia son muy antiguos,
unos 12.800 millones de años, y tienen la misma edad, dentro de un rango de 800
millones de años, lo que se considera muy breve en este contexto. Esto
demuestra que el proceso principal por el que se formó la galaxia dio lugar al
nacimiento sincronizado de la mayor parte de las estrellas y cúmulos globulares
que pueblan ahora el halo de la Vía Láctea.
Formación por entregas
No obstante, las observaciones han encontrado un grupo
diferenciado de cúmulos globulares más jóvenes que representan las trazas de un
proceso posterior y más lento, de unos 5.000 millones de años de duración.
Estos cúmulos se habrían formado en galaxias enanas fuera de la Vía Láctea que
después fueron engullidas por ésta. “Nunca se habían encontrado evidencias tan
claras de la presencia de dos grupos
diferenciados de cúmulos globulares dentro de la Vía Láctea, lo que implica un
proceso de formación de la galaxia en dos fases”, apunta Antonio Marín Franch,
investigador del IAC y uno de los miembros del equipo.
Respecto a los cúmulos más jóvenes los astrónomos se han
visto sorprendidos por el nuevo hallazgo al comprobar que éstos presentan una
relación muy marcada entre su edad y su composición química. Excepto el
hidrógeno y parte del helio, los elementos químicos se sintetizan en el
interior de las estrellas que, a su muerte, son arrojados al medio interestelar
para ser reciclados en nuevos astros y planetas. Como era de esperar, los
cúmulos globulares más viejos presentan unas abundancias dispares. Pero no hay,
por el momento, una explicación a la relación entre la edad y composición en
los más jóvenes, ya que parece claro que se formaron en distintas galaxias
enanas. Según Aparicio, “la pregunta abierta en la que los investigadores
estamos trabajando en la actualidad es:
¿cómo unos cúmulos formados en distintas galaxias pueden
obedecer a una única relación entre edad y composición química?”.
Aunque los resultados no entran en contradicción con el
modelo teórico estándar de formación de galaxias, la investigación obliga a los
cosmólogos a replantearse el esquema vigente. “Desde el punto de vista
cosmológico hay que dar una explicación de cómo se formaron la generalidad de
los cúmulos globulares de la Vía Láctea en un proceso tan rápido y qué
significa esta dispersión de abundancias químicas”, explica Aparicio. Según la
investigación, el mecanismo de formación de galaxias no sólo estaría regido
estrictamente por las condiciones iniciales del Universo, sino que tuvo que
haber otros mecanismos en acción. “Estas observaciones suponen un reto para la
cosmología que tiene que ajustar su esquema para dar cuenta de este resultado”,
añade Marín Franch.
El artículo aparecerá publicado en el mes de marzo en la
revista especializada Astrophysical Journal. En el trabajo han participado los
investigadores del IAC Antonio Marín Franch, Antonio Aparicio y Alfred
Rosenberg, que lideran el estudio sobre edades relativas, además de Giampaolo
Piotto, de la Universidad de Pádua, y Ata Sarajedini, investigador de la
Universidad de Florida y coordinador general del grupo internacional para el
estudio de los cúmulos globulares, entre otros investigadores.
Artículo:
The ACS Survey of Galactic Globular Clusters. VII. Relative Ages. Antonio
Marin-Franch, Antonio Aparicio, Giampaolo Piotto, Alfred Rosenberg, Brian
Chaboyer, Ata Sarajedini, Michael Siegel, Jay Anderson, Luigi R. Bedin, Aaron
Dotter, Maren Hempel, Ivan King, Steven Majewski, Antonino P. Milone, Nathaniel
Paust, I. Neill Reid