31 de agosto de 2009
S. Kazantzidis, OSU
Mientras los científicos intentan comprender más acerca de cómo evolucionan las galaxias, una cuestión abierta ha sido si las colisiones con las galaxias enanas vecinas harán pedazos el disco de la Vía Láctea.
Ese horripilante destino es improbable, sugiere ahora un nuevo estudio.
Aunque los astrónomos saben que tales colisiones probablemente han ocurrido en el pasado, las nuevas simulaciones por computadora muestran que, en lugar de destruir una galaxia, estas colisiones hinchan un disco galáctico, particularmente alrededor de los bordes, y producen estructuras llamadas anillos estelares.
El descubrimiento resolvió dos misterios: el probable destino de la Vía Láctea en manos de sus galaxias satélite – las más masivas de las cuales son las Nubes de Magallanes – y el origen de sus bordes hinchados, los cuales los astrónomos han visto en otras partes del Universo y los han apodado “acampanados”.
El estudio encontró que la misteriosa materia oscura que compone la mayor parte del Universo desempeña un rol.
Los astrónomos creen que todas las galaxias están enclavadas dentro de masivos y extensos halos de materia oscura y que muchas de las grandes galaxias se sitúan en las intersecciones de filamentos de materia oscura, los cuales forman una especie de gigantesca red en nuestro Universo. Las galaxias satélite más pequeñas fluyen a lo largo de hilos de la red, y son arrastradas dentro de órbitas alrededor de las galaxias más grandes, tales como la Vía Láctea.
El astrónomo de la Universidad del Estado de Ohio, Stelios Kazantzidis y sus colegas, hicieron simulaciones detalladas por computadora de formación de galaxias para determinar qué pasaría si una galaxia satélite – tal como la Gran Nube de Magallanes y su materia oscura asociada – colisionara con una galaxia espiral como la nuestra.
Su conclusión: la galaxia satélite gradualmente se desintegraría, mientras es arrastrada gravitatoriamente hacia el borde de la galaxia mayor, arrancándole estrellas y otros materiales. El resultado sería un disco galáctico acampanado como el de la Vía Láctea, que comienza angosto en el centro y luego se ensancha hacia los bordes.
Los resultados alivian la mente de algunos que temían que nuestros vecinos galácticos y su materia oscura asociada, eventualmente destruirían nuestro disco galáctico, aunque dentro miles de millones de años.
Kazantzidis, no obstante, no podría ofrecer un 100% de garantía.
“No sabemos con seguridad qué pasará con la Vía Láctea, pero podemos decir que nuestros descubrimientos se aplicarán a una amplia clase de galaxias similares a la nuestra”, dijo Kazantzidis. “Nuestras simulaciones mostraron que los impactos de galaxias satélite no destruirían las galaxias espirales – ellas, en realidad, guiarían su evolución, produciendo esta forma acampanada y creando anillos estelares – anillos espectaculares de estrellas que hemos visto en algunas galaxias espirales en el Universo”.
Él y sus colegas no quisieron solamente determinar el destino de nuestra galaxia. En dos artículos aparecidos en el Astrophisical Journal, reportan que sus simulaciones ofrecen una nueva forma de analizar – y validar – el presente modelo cosmológico del Universo.
De acuerdo al modelo, el Universo ha contenido una cierta cantidad de materia normal y una gran cantidad de materia oscura, comenzado con el Big Bang. La naturaleza exacta de la materia oscura es desconocida y los científicos están buscando pistas para estudiar la interacción entre la materia oscura y la materia normal.
Ésta es la primera vez que colisiones entre galaxias en espiral y satélites se han simulado con este nivel de detalle, dice Kazantzidis, y el estudio revela que las galaxias con bordes acampanados y los anillos estelares son signos visibles de estas interacciones.
Nuestra galaxia mide 100 mil años luz de diámetro. Además, estamos rodeados por una nube o halo de materia oscura que es 10 veces más grande – 1 millón de años luz de diámetro, explica Kazantzidis.
Mientras los astrónomos tienen una visión de la materia oscura como algo parcialmente difuso, ésta contiene densas regiones que orbitan nuestra galaxia en asociación con galaxias satélite, tal como las Nubes de Magallanes.
“Sabemos, a partir de las simulaciones cosmológicas de formación de galaxias que estas galaxias más pequeñas probablemente interactúan con discos galácticos muy frecuentemente a lo largo de la historia cósmica. Debido a que vivimos en una galaxia con disco, es importante preguntarse si estas interacciones podrían destruir el disco”, dijo Kazantzidis. “Vimos que las galaxias no se destruyen, pero los encuentros dejan una riqueza de detalles que son consistentes con el presente modelo cosmológico y con nuestras observaciones de las galaxias en el Universo”.
Una marca es la forma acampanada de los bordes de la galaxia, como los bordes de la Vía Láctea y de otras galaxias externas que son acampanadas.
Consideramos que esta forma acampanada es una de las consecuencias observables más importante de las interacciones entre las galaxias satélite que están cayendo y el disco galáctico.
En ambos artículos, los investigadores consideraron los impactos de muchas galaxias diferentes más pequeñas en una galaxia primaria con disco mayor. Ellos calcularon el número probable de satélites y sus trayectorias orbitales, y luego simularon lo que pasaría durante la colisión, incluyendo la materia oscura interactuando gravitacionalmente con el disco de la galaxia espiral.
Ninguna de las galaxias con disco se rompieron; al contrario, las galaxias primarias gradualmente desintegraron los satélites en caída, cuyos materiales finalmente formaron parte de la galaxia mayor.
Los satélites atravesaron el disco galáctico una y otra vez y, en cada paso, pudieron perder algo de su masa, un proceso que, finalmente, los podría destruir completamente.
Aunque la galaxia primaria sobrevivió, formó bordes acampanados, los cuales recuerdan aproximadamente la actual apariencia acampanada de nuestra galaxia.
“Todas las galaxias espirales tienen una compleja historia de formación y evolución”, dijo Kazantzidis. “Desearíamos entender exactamente cómo se formó la Vía Láctea y cómo evolucionará. Posiblemente nunca conozcamos su historia exacta, pero podemos tratar de aprender tanto como podamos de ella, y de otras galaxias similares”.
Son coautores de este trabajo: James Bullock, de la Universidad de California en Irvine; Andrew Zentner, de la Universidad de Pittsburgh; Andrey Kravtsov, de la Universidad de Chicago; Leonidas Moustakas, del Laboratorio de Propulsión a Reacción (JPL), de la NASA; y Victor Debattista, de la Universidad de Central Lancashire, en el Reino Unido.
Más información en:
Entradas Relacionadas:
Etiquetas: Cosmología, galaxias, materia oscura, Vía Láctea
