Una col·lisió galàctica reescriu la història de la Via Làctia amb un esclat de formació estel·lar

Les col·lisions galàctiques antigues tenen un impacte profund en la integritat estructural dels discos estel·lars en galàxies com la nostra. Un estudi recent revela com aquestes violentes trobades còsmiques poden destruir, parcialment o totalment, els discos d’estrelles que defineixen les galàxies espirals. Mitjançant la combinació de simulacions avançades d’aquestes col·lisions amb dades observacionals de cúmuls estel·lars, els investigadors han millorat la capacitat per predir quan la Via Làctia va experimentar la seva última gran col·lisió galàctica.

Aquesta troballa ha estat liderada per investigadors de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) a l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB). Els resultats complets s’han publicat a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Aquesta recerca destaca la important relació entre l’estructura galàctica i les col·lisions antigues, que s’han d’entendre alhora per comprendre la història de la nostra galàxia», explica l’autor principal Matthew D. A. Orkney, investigador de l’IEEC a l’ICCUB.

El disc de la Via Làctia és un vast sistema d’estrelles en rotació amb braços espirals que s’enrotllen des del seu centre. Aquest disc conté la majoria de les estrelles de la galàxia, inclòs el Sol, i gira a una velocitat de més de 220 quilòmetres per segon.

Els astrònoms han intentat determinar durant molt de temps quan es va formar per primera vegada aquest disc giratori. Una pista clau prové dels moviments i les edats de les estrelles: en algun moment de la història primitiva de la galàxia, les estrelles van començar a moure’s en un patró coherent i rotatori, marcant el que els científics anomenen el moment de l’acceleració de la rotació (spin-up time) de la galàxia.

Tanmateix, la Via Làctia no es va formar de manera aïllada. Durant dècades, els científics van sospitar que una col·lisió violenta amb una galàxia més petita va tenir un paper fonamental en la configuració de la Via Làctia que veiem avui. Aquesta sospita es va confirmar l’any 2018, quan les dades de la missió Gaia van revelar una gran població d’estrelles els moviments inusuals de les quals només es podien explicar per una fusió massiva fa uns 10.000 milions d’anys. Aquest esdeveniment es coneix ara com la fusió Gaia-Sausage-Enceladus (GSE).

En aquest nou estudi, es fan servir simulacions de galàxies similars a la Via Làctia (les simulacions Auriga) per investigar com es formen els discos rotatoris en diversos escenaris. Aquests mostren com reaccionen les galàxies com la nostra a les col·lisions antigues.

L’evolució d’una galàxia

«Els models de la fusió Gaia-Sausage-Enceladus prediuen que l’impacte hauria d’haver anat seguit d’uns focs artificials galàctics, amb augment de la formació d’estrelles i la creació de cúmuls globulars. Aquesta és la primera vegada que es fa aquest vincle», diu el coautor Chervin F. P. Laporte, investigador del CNRS.

Tot i que els científics mai podran viatjar enrere en el temps per observar la Via Làctia en la seva joventut, sí que poden observar la formació de galàxies similars a l’Univers distant amb les noves dades del Telescopi Espacial James Webb (JWST) i de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un potent radiotelescopi.