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| Investigadores dirigidos por astrónomos del NOIRLab de la NSF han descubierto nuevas pruebas sorprendentes de una inmigración masiva de estrellas a la galaxia de Andrómeda. El equipo utilizó el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura del DOE en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak, un programa del NOIRLab de la NSF, para revelar estructuras intrincadas en esta galaxia con detalles y claridad sin precedentes. Cada uno de los puntos en esta imagen representa una estrella individual en la galaxia de Andrómeda, con el movimiento de la estrella (en relación con la galaxia) codificado por colores desde el azul (que se mueve hacia nosotros) al rojo (que se aleja de nosotros). Crédito: KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/E. Slawik/D. de Martín/M. Zamani |
Un equipo de investigadores dirigido por astrónomos del NOIRLab de la NSF ha descubierto nuevas y sorprendentes pruebas de una migración masiva de estrellas hacia la galaxia de Andrómeda. Patrones intrincados en los movimientos de las estrellas revelan una historia de inmigración muy similar a la de la Vía Láctea. Los nuevos resultados se obtuvieron con el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura del DOE en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros del Observatorio Nacional de Kitt Peak, un programa del NOIRLab de la NSF.
En el transcurso de miles de millones de años, las galaxias crecen y evolucionan forjando nuevas estrellas y fusionándose con otras galaxias a través de acontecimientos denominados "inmigración galáctica". Los astrónomos intentan desvelar la historia de estos fenómenos estudiando el movimiento de las estrellas en una galaxia y su halo de estrellas y materia oscura. Hasta ahora, esta arqueología cósmica sólo era posible en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
Al medir los movimientos de casi 7.500 estrellas en el halo interior de la galaxia de Andrómeda, también conocida como Messier 31 (M31), el equipo descubrió patrones reveladores en las posiciones y movimientos de las estrellas que revelaban cómo estas estrellas comenzaron sus vidas como parte de otra galaxia que se fusionó con M31 hace unos 2.000 millones de años. Aunque la teoría lleva mucho tiempo prediciendo estos patrones, nunca se habían observado con tanta claridad en ninguna galaxia.
"Nuestras nuevas observaciones de la gran vecina galáctica más cercana de la Vía Láctea, la Galaxia de Andrómeda, revelan pruebas de un acontecimiento de inmigración galáctica con un detalle exquisito", explicó Arjun Dey, astrónomo del NOIRLab de la NSF y autor principal del artículo que presenta esta investigación. "Aunque el cielo nocturno pueda parecer inmutable, el Universo es un lugar dinámico. Galaxias como M31 y nuestra Vía Láctea se construyen a partir de los bloques de construcción de muchas galaxias más pequeñas a lo largo de la historia cósmica". "
"Nunca antes habíamos visto esto con tanta claridad en los movimientos de las estrellas, ni habíamos visto algunas de las estructuras resultantes de esta fusión", afirma Sergey Koposov, astrofísico de la Universidad de Edimburgo y coautor del artículo. "Nuestra imagen emergente es que la historia de la galaxia de Andrómeda es similar a la de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los halos interiores de ambas galaxias están dominados por un único acontecimiento de inmigración".
Esta investigación arroja luz no sólo sobre la historia de nuestros vecinos galácticos, sino también sobre la de nuestra propia galaxia. La mayoría de las estrellas del halo de la Vía Láctea se formaron en otra galaxia y posteriormente emigraron a la nuestra en una fusión galáctica hace entre 8.000 y 10.000 millones de años. El estudio de los restos de una fusión galáctica similar, pero más reciente, en M31, ofrece a los astrónomos una ventana a uno de los principales acontecimientos del pasado de la Vía Láctea.
Para rastrear la historia de la migración en M31, el equipo recurrió a DESI. DESI se construyó para cartografiar decenas de millones de galaxias y cuásares del Universo cercano con el fin de medir el efecto de la energía oscura en la expansión del Universo. Se trata del espectrógrafo multiobjeto más potente del mundo, capaz de medir los espectros de más de 100.000 galaxias por noche. Sin embargo, las capacidades de DESI también pueden utilizarse cerca de casa, y el instrumento fue crucial para el estudio de M31 realizado por el equipo.
"Esta ciencia no podría haberse realizado en ninguna otra instalación del mundo. La asombrosa eficiencia, rendimiento y campo de visión de DESI lo convierten en el mejor sistema del mundo para llevar a cabo un estudio de las estrellas de la galaxia de Andrómeda", afirma Dey. "En sólo unas horas de observación, DESI fue capaz de superar más de una década de espectroscopia con telescopios mucho mayores".
Aunque el telescopio Mayall se completó hace 50 años (alcanzó la primera luz en 1973), sigue siendo una instalación astronómica de categoría mundial gracias a las continuas actualizaciones y a la instrumentación de última generación. "Cincuenta años parece mucho tiempo, e ingenuamente se podría pensar que ésa es la vida útil natural de una instalación", afirma la coautora Joan R. Najita, también del NOIRLab. "Pero con renovación y reutilización, un telescopio venerable como el Mayall puede seguir haciendo descubrimientos asombrosos a pesar de ser relativamente pequeño para los estándares actuales".
La investigación se llevó a cabo en colaboración con dos estudiantes universitarios de la Universidad de Harvard, Gabriel Maxemin y Joshua Josephy-Zack, que conectaron con el proyecto a través del Instituto Radcliffe de Estudios Avanzados. Najita fue becario del Radcliffe de 2021 a 2022.
El equipo ahora planea utilizar las capacidades sin precedentes de DESI y el telescopio Mayall para explorar más estrellas periféricas de M31, con el objetivo de revelar su estructura e historia de inmigración con un detalle sin precedentes.
"Es asombroso que podamos mirar al cielo y leer miles de millones de años de la historia de otra galaxia escrita en los movimientos de sus estrellas: cada estrella cuenta parte de la historia", concluye Najita. "Nuestras observaciones iniciales superaron nuestras expectativas más descabelladas y ahora esperamos realizar un estudio de todo el halo de M31 con DESI. Quién sabe qué nuevos descubrimientos nos esperan".
Fuentes, créditos y referencias: