Los secretos de una galaxia distante sugieren que nuestra Vía Láctea no es tan especial, después de todo

ANALIZAR: No es ninguna sorpresa la vía Láctea es la galaxia más estudiada del universo, ya que es donde vivimos.

Pero estudiar una sola galaxia puede decirnos mucho sobre los complejos procesos mediante los cuales se forman y evolucionan las galaxias.

Una pregunta crucial que no se puede resolver sin mirar más a fondo es si la Vía Láctea es una galaxia común, o si es inusual o incluso única.

Nuestra investigación, publicado hoy adentro Las cartas del diario astrofísico, sugiere que el primero es cierto. Los principales detalles de la estructura de nuestra galaxia son compartidos por otras galaxias cercanas, lo que sugiere que nuestro hogar no es tan especial.

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A primera vista, no hay razón para sospechar que nuestra galaxia sea notable. Entre los miles de millones de galaxias del universo observable, la nuestra no es la más grande, la más antigua o la más masiva. Se parece mucho a todas las demás galaxias espirales, que es el tipo de galaxia más común.

Pero cuando miramos en detalle la estructura y la química de la Vía Láctea, comienza a destacar.

De lado (donde es imposible distinguir los brazos en espiral), parece un panqueque con un melocotón en el medio. Los astrónomos lo saben desde hace al menos un siglo.

Sin embargo, esa simple imagen cambió en 1983, cuando investigadores que usaban telescopios australianos descubrieron un antiguo componente de «disco grueso» en la Vía Láctea. Esta tenue estructura es invisible a simple vista, a diferencia del disco delgado dominante (la parte en forma de panqueque), que es claramente visible en una noche clara como una franja de estrellas en el cielo.

El disco delgado, donde reside nuestro Sol, tiene unos 1.000 años luz de espesor y unos 100.000 años luz de diámetro, y pasa por el centro del disco grueso, en el mismo plano. El disco grueso, apropiadamente, es mucho más grueso, con unos pocos miles de años luz de espesor, pero está mucho menos densamente poblado por estrellas.

Uno interesante descubrimiento reciente es que los discos gruesos y delgados contienen tipos de estrellas muy diferentes.

Las estrellas del disco delgado tienden a tener una alta proporción de elementos pesados ​​como el hierro («metales», en la jerga astronómica) y cantidades relativamente pequeñas de «elementos alfa» (carbono, oxígeno, magnesio, silicio y algunos otros). Las estrellas de disco grueso, sin embargo, tienen alrededor de 100 veces menos metales, pero significativamente más elementos alfa.

Esta estructura de doble disco, con sus poblaciones de estrellas muy distintas, es muy difícil de replicar en simulaciones por computadora.

Durante mucho tiempo, los modelos de computadora con la misma estructura solo pudieron crearse en un escenario específico que involucrara una galaxia de tamaño mediano que colisionara con la nuestra, hace unos nueve mil millones de años.

Las simulaciones sugirieron que este proceso era increíblemente raro: solo una de cada 20 galaxias superficialmente similares a la Vía Láctea experimentó una colisión que resultó en distintos discos gruesos y delgados.

Si ese escenario fuera correcto, las galaxias como la Vía Láctea serían tan raras como los dientes de pollo.

Nuestra investigación tuvo como objetivo probar esta clara predicción. Estudiamos un puñado de galaxias muy similares a la Vía Láctea, utilizando el Explorador Espectroscópico de Unidades Múltiples (MUSE) en el Very Large Telescope en el Observatorio Europeo Austral en Chile.

La espectroscopia, que divide la luz de una galaxia en muchos colores diferentes, nos permite determinar la composición química de sus estrellas. Lo que hace de MUSE un instrumento extremadamente poderoso es que obtenemos 90.000 espectros en una sola observación, transformando cada lugar de la galaxia en un espectro.

Una galaxia en particular, UGC10738, que se encuentra aproximadamente a 320 millones de años luz de distancia, se destacó por su orientación lateral, lo que nos permitió separar las estrellas del disco delgado y grueso y luego compararlas.

Descubrimos que las composiciones químicas de las estrellas en UGC 10738 son extremadamente similares a las de la Vía Láctea. Encontramos estrellas ricas en metales y pobres en magnesio concentradas en un disco delgado a lo largo del centro de la galaxia, con un grupo distinto de estrellas pobres en metales y ricas en magnesio por encima y por debajo, en la región del disco grueso.

Esta galaxia distante es notablemente similar a la nuestra. Lo que, a su vez, significa que probablemente no haya nada notable en la Vía Láctea, después de todo.

Nuestro descubrimiento tiene varias implicaciones. Primero, sugiere que las características del disco en la Vía Láctea pueden ser el resultado de una trayectoria de formación estándar que siguen todas las galaxias. Esto es apoyado por identificación de estructuras similares en galaxias no similares a la Vía Láctea.

En segundo lugar, el hecho de que nuestra galaxia sea relativamente normal es extremadamente emocionante. Esto implica que la Vía Láctea puede actuar como proyecto o modelo para la formación de galaxias.

Esto significa que nuestra galaxia (que obviamente es la más fácil de estudiar) puede tener la clave para desbloquear la historia cósmica de todo el universo.

Finalmente, y siendo un poco especulativo aquí, la Vía Láctea es la única galaxia que conocemos que contiene vida. Una nueva investigación ha sugerido que los eventos a escala galáctica pueden haber jugado un papel papel crucial en la configuración de nuestro sistema solar.

La reciente explosión de descubrimientos de exoplanetas ha demostrado que sistemas como este son comunes en toda la galaxia, lo que sugiere que la vida podría encontrar muchos hogares posibles dentro de ella.

Ahora que sabemos que la historia de la Vía Láctea probablemente fue similar a muchos miles de millones de otras galaxias, parece cada vez más probable que ellas también puedan ser un buen hogar para la vida.

En última instancia, independientemente de lo que nos enseñen las investigaciones futuras, la Vía Láctea seguirá siendo nuestro hogar. Y eso lo hace especial, aunque nuestra investigación sugiere que, en otro sentido, no es nada especial.

Nicholas Scott es investigador postdoctoral en Astronomía, Universidad de Sydney. Jesse van de Sande es miembro de ARC DECRA en Astronomía en la Universidad de Sydney.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.