15 de junio de 2020
15.06.2020
Gaveta de Astrofísica

Breve historia de la galaxia de Andrómeda contada por su halo

15.06.2020 | 06:45
Halo estelar de la galaxia de Andrómeda y de su satélite M33, donde se aprecia la compleja y extensa red de corrientes de marea y otras subestructuras. Los colores dan una idea sobre la masa que tenía la galaxia progenitora de cada estructura, siendo esta mayor (menor) cuando la tonalidad es más roja (azul). Crédito: Rubén Sánchez Janssen, a partir de una imagen del cartografiado PAndAS.

Uno de los hechos mejor establecidos de la Astrofísica moderna es que la formación de galaxias es un proceso jerárquico y continuo. Jerárquico, porque el efecto atrayente de la gravedad dicta una dirección unívoca: las estructuras de menor masa son las primeras en formarse y las mayores crecen a partir de la coalescencia de estas unidades preexistentes. Y continuo porque el número de galaxias enanas es tan elevado que el depósito perdura hasta nuestros días. Los modelos numéricos predicen un crecimiento en dos fases. La primera, rápida y predominante en el Universo temprano, consiste en formación estelar in situ, esto es, la conversión de nubes de gas molecular de alta densidad en estrellas dentro de la propia galaxia en desarrollo. La segunda fase, más gradual y vigente principalmente en galaxias masivas, se basa en la acreción de numerosas galaxias satélite. La galaxia canibalizada va depositando su propio material, típicamente gas, estrellas y cúmulos estelares, a lo largo de toda su órbita. En las pobladas regiones internas de la galaxia anfitriona ese material se mezcla y diluye rápidamente, de forma que es difícil encontrar evidencias del proceso de fusión. Pero, afortunadamente, las partes externas de las galaxias son tan poco densas que las órbitas de las estrellas arrancadas apenas se ven perturbadas. El resultado final de este proceso de crecimiento son unos extensos y difusos halos estelares salpicados de una compleja red de colas de marea, galaxias satélite, cúmulos estelares y otras subestructuras que encierran pistas sobre la historia de formación de la galaxia.

Ha pasado casi ya un siglo desde que la determinación por parte de Edwin Hubble de la distancia a la Gran Nebulosa de Andrómeda estableció sin lugar a dudas que esta se trataba de una galaxia externa a la Vía Láctea. Y no una cualquiera. Las dos galaxias que dominan el Grupo Local son en muchos sentidos casi gemelas, con masas y tamaños muy similares y la misma morfología espiral. A una distancia de tan solo 2,5 millones de años-luz, Andrómeda se ha convertido en la candidata ideal para estudiar el proceso de ensamblaje de otra galaxia como la nuestra. A día de hoy sabemos que a su alrededor orbitan, al menos, 35 galaxias satélite, pero con seguridad muchas más han sido asimiladas durante su crecimiento. Andrómeda no solo posee un halo estelar diez veces más masivo que el de la Vía Láctea, sino que este está poblado por una abundante maraña de corrientes de marea y numerosos cúmulos globulares: hasta cuatro veces más que en nuestra Galaxia. Estas compactas y viejas agrupaciones estelares se encuentran en prácticamente todos los tipos de galaxias y por tanto su presencia en los halos proporciona información sobre el tipo y número de galaxias que han sido canibalizadas. Todas estas propiedades son indicativas de que Andrómeda ha experimentado una historia de fusiones mucho más intensa que la de la Vía Láctea.

Las órbitas de los cúmulos globulares del halo de Andrómeda revelan dos componentes bien diferenciadas y correspondientes a los dos periodos principales de acreción de satélites. El más reciente ocurrió hace aproximadamente 2000 millones de años y probablemente se tratase de una única fusión con la que por entonces era la tercera mayor galaxia del Grupo Local. Aunque la mayor parte de las estrellas en Andrómeda se formaron hace más de 7000 millones de años, esta interacción dio lugar a un brote de formación estelar tan intenso que generó casi el 20% de sus astros. Más aún, la mayor corriente de marea existente en el halo de Andrómeda se originó durante la fusión, y se piensa que la galaxia enana compacta M32 es el núcleo remanente de la galaxia original. Para el periodo de acreción más antiguo aún no disponemos de una datación precisa, pero sabemos que debe ser varios miles de millones de años anterior debido a la ausencia de subestructuras estelares. Seguimos trabajando en ello.

BIOGRAFÍA: Rubén Sánchez Janssen es un astrofísico lagunero que se licenció y doctoró por la Universidad de La Laguna, con un proyecto de tesis desarrollado en el Instituto de Astrofísica de Canarias. Tras estancias postdoctorales en el Observatorio Europeo Austral (ESO, Chile) y el Instituto de Astrofísica Herzberg (Canadá), actualmente forma parte de la plantilla del Observatorio Real de Edimburgo, en Escocia. Allí divide su tiempo entre el desarrollo de nueva instrumentación astronómica para grandes telescopios, como el ELT, y el estudio de galaxias, sus satélites y sus cúmulos estelares.

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