UNIVERSIDAD DE BARCELONA

· Investigadoras de la UB y de la Universidad de Groninga lideran uno de los primeros grandes descubrimientos de la misión Gaia, publicado en Nature

· Los datos de posición y movimiento de seis millones de estrellas muestran subestructuras nunca vistas, originadas por un impacto sufrido hace más de 300 millones de años

· El impacto puede ser el bache gravitacional provocado por el último paso de la galaxia enana de Sagitario cerca del disco de la Vía Láctea

Un equipo liderado por investigadoras del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB, UB-IEEC) y de la Universidad de Groninga ha descubierto, mediante el análisis de los datos de Gaia, subestructuras hasta ahora desconocidas en la Vía Láctea. El hallazgo, surgido al combinar las posiciones y las velocidades de seis millones de estrellas del disco de nuestra galaxia, se ha publicado en la revista Nature.

«Hemos observado formas con distintas morfologías, como una espiral similar a una concha de caracol. La existencia de estas subestructuras se ha observado por primera vez gracias a la precisión sin precedentes de los datos aportados por el satélite Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA)», explica Teresa Antoja, investigadora del ICCUB (IEEC-UB) y primera firmante del artículo. «Estas subestructuras —añade—, permiten concluir que el disco de nuestra galaxia sufrió una importante perturbación gravitacional hace entre 300 y 900 millones de años». Este es uno de los primeros grandes descubrimientos de arqueología galáctica que deben permitir averiguar el origen y la evolución de la Vía Láctea.

¿Pero qué provocó esta perturbación? Para obtener una respuesta se ha comparado con los modelos dinámicos la estructura y el grado de retorcimiento de la espiral mencionada. Como explican las investigadoras, ello ha permitido formular la hipótesis de que la perturbación se debió al último paso de la galaxia enana de Sagitario cerca del disco de la Vía Láctea.

«El trabajo establece, de forma definitiva, que el disco de nuestra galaxia es dinámicamente joven, sensible a las perturbaciones y cambiante en el tiempo», afirma Antoja. «Una de las formas más destacables que hemos observado —continúa la investigadora— es el patrón espiral que muestran las estrellas situadas cerca del Sol, y que nunca hasta ahora se había visto. De hecho, las formas observadas en las gráficas eran tan evidentes (a diferencia de los casos habituales), que llegamos a pensar que podría tratarse de un error en los datos», explica Antoja. En este sentido, más de cien ingenieros y científicos europeos, entre los que el equipo de la UB tiene un papel destacado, trabajaron durante meses en las tareas de verificación y validación de los datos de Gaia. Como parte de dicha labor de comprobación, Mercè Romero Gómez, investigadora de la UB, explica: «Con las simulaciones realizadas en la UB también hemos podido reproducir las espirales observadas».

El efecto de la galaxia de Andrómeda

Del mismo modo que al dejar caer una piedra en un estanque formamos ondas que se propagan en la superficie, o que cuando acercamos un imán a un pliego de limaduras de hierro, estas se ordenan y se alinean en una determinada dirección, las estrellas del disco galáctico se ordenan respondiendo a la atracción gravitatoria de una galaxia satélite que pasa cerca de ellas. Transcurrido el tiempo, las estrellas conservan en su movimiento orbital efectos de la perturbación que las sacudió, y que ahora se observa como una espiral en las gráficas.

Según Amina Helmi, investigadora de la Universidad de Groninga, «sabemos que nuestra galaxia es “caníbal”, y que ha ido creciendo al engullir pequeñas galaxias, como está haciendo actualmente con la galaxia de Sagitario». No obstante, precisa la experta, «la masa de Sagitario todavía es suficientemente grande como para provocar un impacto gravitatorio apreciable». Lo que ahora vemos no responde a un choque entre las dos galaxias, sino a un acercamiento de la galaxia de Sagitario al disco galáctico.

Primeros resultados del nuevo catálogo de Gaia

Los datos que se analizan en este trabajo forman parte del segundo catálogo de la misión Gaia, que se publicó hace pocos meses, el 25 abril de 2018. «Científicos e ingenieros de la UB han jugado un papel fundamental e irremplazable para hacer realidad estos datos», comenta Xavier Luri, director del ICCUB y coordinador del equipo que ha sido responsable de la elaboración del archivo de Gaia a nivel europeo. El esfuerzo de más de cuatrocientos científicos e ingenieros ha permitido publicar posiciones y movimientos precisos para más de 1.300 millones de objetos. También en este segundo catálogo —que solo cubre los primeros veintidós meses de recogida de datos— se lograron publicar los primeros datos espectroscópicos para unos cuantos millones de estrellas del entorno solar, datos que permiten medir la velocidad de las estrellas en la línea de visión. Son estas velocidades las que han hecho posible el descubrimiento publicado en Nature.

A día de hoy, el satélite Gaia acumula más de 48 meses de operaciones con éxito y la ESA ya ha aprobado prolongar la misión hasta finales de 2020. Actualmente está evaluando una segunda prórroga de dos años más. En palabras de Carme Jordi, investigadora de la UB y miembro del Gaia Science Team, el órgano científico asesor de la ESA para esta misión, «todo apunta a que este es solo uno de los primeros descubrimientos de un extenso conjunto de nuevos hallazgos —y sorpresas— que esconden los datos de Gaia que se publicaron el pasado 25 de abril de 2018: la punta de un iceberg en el estudio del origen y la evolución de la galaxia en la que estamos inmersos».

Referencia del artículo:

T. Antoja, A. Helmi, M. Romero-Gomez, D. Katz, C. Babusiaux, R. Drimmel, D. W. Evans, F. Figueras, E. Poggio, C. Reylé, A.C. Robin, G. Seabroke, C. Soubiran. «A dynamically young and perturbed Milky Way disk» Nature, 19 septiembre 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0510-7.

Url: http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0510-7