De la misma manera que los arqueólogos aspiran a narrar la historia de la humanidad mediante el análisis de los restos materiales conservados a lo largo del tiempo, el principal objetivo de la llamada arqueología galáctica es inferir la historia de formación de la Vía Láctea a través del estudio de su registro fósil. Así, las poblaciones estelares y las estructuras que componen nuestra Galaxia encierran información detallada sobre el proceso de crecimiento y ensamblaje que puede ser contrastada con la predicción de los modelos teóricos. De igual manera que para arqueólogos y paleontólogos, particularmente complejas son las primeras etapas de formación de la Vía Láctea, porque las estrellas más antiguas son comparativamente pocas y los componentes originales hace ya mucho que fueron incorporados a la galaxia que conocemos hoy en día. En este contexto, el reciente descubrimiento de la estructura estelar más antigua de la Vía Láctea promete abrir una ventana única a los eventos del pasado.
El hallazgo solo ha sido posible gracias a la combinación de dos tipos de datos de por sí novedosos, pero que conjuntamente son sustancialmente más poderosos. En primer lugar, las observaciones del satélite Gaia fueron usadas para revelar una plétora de corrientes de marea distribuidas en el halo de la Vía Láctea. Estas alargadas estructuras estelares son los remanentes de galaxias satélite y cúmulos globulares que fueron absorbidos por nuestra Galaxia, y se caracterizan por estar compuestas por estrellas que orbitan conjuntamente y tener propiedades químicas similares. Esta última característica es fundamental, porque nos permite hacer uso de una eficiente técnica fotométrica para determinar la abundancia de metales en las estrellas que componen la corriente y así discernir su origen. Cada elemento químico deja un rastro único en un espectro estelar en forma de absorción de la luz a una longitud de onda característica. Así, en un rango espectral dado una estrella es menos luminosa cuantos más metales tiene, y viceversa. En el proyecto Pristine explotamos esta propiedad para estimar, haciendo uso simplemente de imágenes, la abundancia de metales de un gran número de estrellas en el halo de la Vía Láctea. De las 25 corrientes de marea estudiadas por Pristine y Gaia, una, denominada C-19 y de unas 10 000 masas solares, llamó inmediatamente la atención por su extremadamente baja ‘metalicidad’. Conviene recordar que cada generación estelar incorpora nuevos metales sintetizados por la generación anterior, de forma que la cantidad de metales nos permite datar de manera relativa su antigüedad. La confirmación definitiva llegaría tras realizar un seguimiento espectroscópico, usando telescopios entre los que se encuentra el GTC de La Palma, de las ocho estrellas más brillantes de la corriente marea. Los espectros establecen que la abundancia de hierro en C-19 es 2400 veces más baja que en el Sol, lo que la convierte, con gran margen, en la estructura estelar de menor metalicidad conocida en la Vía Láctea (aunque conocemos estrellas aún más pobres en metales, todas ellas se encuentran aisladas en lugar de formar parte de una estructura coherente). Como referencia, los cúmulos globulares menos metálicos contienen al menos cinco veces más hierro que C-19.
Esto parecería descartar que el progenitor de C-19 fuera un antiguo cúmulo globular, pero esta corriente de marea parece empeñada en salirse de la norma: aunque la abundancia de hierro es esencialmente la misma en todas las estrellas, la de sodio varía notablemente—y entre los satélites de la Vía Láctea esta propiedad solo se encuentra en los globulares y no en las galaxias enanas. Por otro lado, la considerable anchura de la corriente y el elevado (para estos objetos) movimiento relativo de sus estrellas son más característicos de las galaxias satélite. De esta manera, C-19 parece no encajar en ninguna de las dos categorías. Quizás no resulte sorprendente, por tanto, que se postule un origen un tanto exótico para esta corriente de marea: un cúmulo globular que se formó dentro un halo de materia oscura (como hacen todas las galaxias) antes de ser canibalizado, hace al menos 10 000 millones de años, por una Vía Láctea aún en formación. Aunque este escenario es consistente con las observaciones disponibles de C-19, no tiene cabida en los modelos actuales de formación tanto de galaxias como de cúmulos globulares. El estudio de esta peculiar corriente de marea no ha hecho más que empezar, pero su simple descubrimiento evidencia que la división entre galaxias y cúmulos estelares es notablemente difusa a bajas masas—y que nuestro entendimiento sobre los mecanismos de formación de sistemas estelares en el Universo temprano es aún muy limitado.
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.
*Sección coordinada por Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez
