MADRID, 11 Dic. (EUROPA PRESS) -
Las estrellas que forman el grueso disco de la Vía Láctea pertenecen a dos poblaciones estelares distintas con características diferentes y no a una sola, como se ha pensado desde décadas.
Es la conclusión de un nuevo estudio sobre la composición cinemática y química de una muestra de estrellas en las proximidades del sol, dirigido por la doctora Daniela Carollo, investigadora del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica.
El nuevo componente del disco grueso, llamado disco grueso débil en metal (MWTD), difiere del canónico disco grueso (TD)en la velocidad de rotación alrededor del centro galáctico y su composición química. De hecho, las estrellas que forman el TD tienen una velocidad de rotación de aproximadamente 180 km por segundo, mientras que las del MWTD giran más lentamente, a unos 150 km por segundo.
Las estrellas que pertenecen al MWTD también son dos veces más pobres en metales que las del TD y tienen mayor energía, una propiedad que les permite alcanzar mayores alturas desde el plano galáctico.
"Fueron casi 30 años durante los que los astrónomos trataron de resolver este rompecabezas", dijo Carollo, científica del Observatorio Astrofísico de Turín, primer autor del artículo publicado en The Astrophysical Journal. "De hecho, se pensó que el MWTD no era más que una extensión del disco grueso y no una población independiente con diferentes orígenes astrofísicos", añadió en un comunicado.
Los parámetros precisos proporcionados por la misión ESA Gaia (posiciones, distancias y movimiento intrínseco de las estrellas), y la información química en una muestra de 40,000 estrellas del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), permitieron al equipo distinguir el MWTD en un diagrama que muestra los momentos angulares combinados con la química.
"Los momentos angulares son cantidades que se conservan durante la formación y la evolución posterior de un sistema físico como nuestra galaxia", explica Carollo. "Por lo tanto, en un diagrama preciso de los momentos angulares, las estrellas traídas a la galaxia por el mismo progenitor, como por ejemplo, de una fusión previa de una galaxia satélite, tendrán momentos angulares similares y tenderán a agruparse en el diagrama".
El TD y el MWTD forman dos grupos distintos en el diagrama, así como en su química. En astronomía, los elementos químicos más pesados que el hidrógeno y el helio, que se formaron durante el Big Bang, se definen como metales. Estos elementos químicos más pesados se produjeron durante la nucleosíntesis de estrellas masivas que explotaron como supernovas.
Un grupo particular de elementos ligeros como el magnesio y el titanio, en comparación con los elementos más pesados, como el hierro, proporcionan un parámetro fundamental que permite a los científicos distinguir las poblaciones de estrellas viejas de las estrellas más jóvenes. El MWTD no solo posee estrellas más pobres en hierro, sino que también son más ricas en elementos del grupo de magnesio y titanio (elementos alfa) que sugieren una formación antecedente del TD.
Estas diferencias importantes entre el TD y el MWTD, es decir, la cinemática y la química de sus estrellas, sugieren que los dos discos tuvieron un origen diferente durante el proceso de formación de galaxias.
Pero, ¿cómo se formó un segundo disco grueso en la Vía Láctea? Las hipótesis son múltiples: el MWTD podría ser más antiguo que el TD y sus estrellas podrían haber sido energizadas por la fusión de una galaxia satélite enana con la Vía Láctea, durante su etapa inicial de formación. Posteriormente, la fusión de una segunda galaxia satélite habría dado lugar a la TD.
Otra posibilidad es que las estrellas MWTD se habían formado originalmente en un área más cercana al centro de la galaxia primordial y posteriormente fueron transportadas a distancias más grandes, más cerca de donde se encuentra el sol ahora, por fenómenos internos como inestabilidades de la barra central o formación de brazos espirales de la galaxia.
O una antigua galaxia satelital de masa similar a la Pequeña Nube de Magallanes se fusionó con la galaxia primordial y sus estrellas comenzaron a girar alrededor del centro galáctico debido a la interacción gravitacional mutua.
Todas estas hipótesis se pueden probar a través de modelos teóricos y simulaciones de la formación de galaxias tipo Vía Láctea.