¿Cómo se originó la Vía Láctea? Las simulaciones sugieren un origen sorprendente

Aunque conocemos en detalle la estructura actual de la Vía Láctea, aún quedan preguntas importantes sobre cómo se formaron sus componentes. Esto incluye el surgimiento del disco galáctico, donde se concentra la mayoría de las estrellas, así como el bulbo y el halo. El sistema solar también se encuentra dentro de este disco.

La formación de galaxias es, en gran medida, una historia de colisiones, fusiones y acumulación de estructuras más pequeñas. En el universo primitivo, pequeñas concentraciones de materia crecieron bajo la acción de la gravedad e interactuaron entre sí, incorporando estrellas, gas y materia oscura.

Para investigar este proceso, los investigadores realizaron simulaciones cosmológicas que rastrearon la evolución de la región que eventualmente formaría la Vía Láctea. Los resultados sugieren que su disco pudo haberse originado a partir de la fusión de miles de galaxias más pequeñas con diferentes propiedades y etapas evolutivas.

Estructuras de la Vía Láctea

La Vía Láctea es una galaxia espiral compuesta por diferentes elementos, entre ellos un disco, un bulbo central, un halo estelar y un halo de materia oscura. El disco concentra la mayor parte de las estrellas, el gas y el polvo, y tiene una estructura espiral con brazos donde se produce una intensa formación estelar.

Los brazos espirales son difíciles de explicar porque no son estructuras estáticas: sus estrellas y nubes de gas tienen velocidades diferentes e interactúan gravitacionalmente. Los modelos sugieren que las ondas de densidad, las interacciones gravitacionales y las fusiones con galaxias más pequeñas pueden contribuir a su formación y mantenimiento.

Interacciones con otras galaxias

La interacción más conocida de la Vía Láctea es con la galaxia de Andrómeda. Sin embargo, la Vía Láctea no solo interactúa con galaxias grandes: también está rodeada de numerosas galaxias más pequeñas unidas gravitacionalmente a su halo. Estas estructuras se ven continuamente perturbadas por la gravedad de la Vía Láctea.

Algunas de estas galaxias satélite ya han atravesado regiones internas del halo e incluso del disco, dejando perturbaciones en la distribución y el movimiento de las estrellas. Con el tiempo, la interacción gravitatoria y las fuerzas de marea pueden desintegrarlas, formando corrientes estelares y, finalmente, incorporando su material a la Vía Láctea.

Nuevas simulaciones

Una de las principales formas de reconstruir su evolución es mediante simulaciones cosmológicas. Los investigadores incorporaron procesos como la gravedad y la química al modelo, rastreando miles de estructuras desde los primeros mil millones de años hasta la formación de una galaxia similar a la Vía Láctea.

Los resultados se compararon con las observaciones actuales, incluidos los datos obtenidos por el Telescopio Espacial James Webb. La simulación reveló galaxias progenitoras, incluyendo sistemas con intensa formación estelar, estructuras ya inactivas y otras en proceso de transformación. Uno de los resultados fue la predicción de sistemas sin estrellas.

Otro descubrimiento

Las simulaciones también ayudaron a explicar un comportamiento observado en galaxias extremadamente pequeñas y débiles. En general, las galaxias de menor masa tienen una menor abundancia de hierro, pero esta relación deja de cumplirse en los sistemas más débiles.

El modelo sugiere que este patrón podría estar relacionado con las explosiones de las primeras estrellas del universo, conocidas como estrellas de Población III. Estas estrellas estaban compuestas únicamente de hidrógeno y helio, y algunas podrían haber producido hierro al explotar.