¡Parte de la Vía Láctea se formó mucho antes de lo que pensábamos!

Partida Big Bangespecíficamente después de laepisodio desde radiación cósmicael cosmos observable contiene átomos delhidrógeno y D’heliomuchos de tus isótopos y un poco litio pero ni rastro de elementos más pesados ​​comonitrógenolos carbón y eloxígeno. El primero estrellas que formará y eventualmente traerá el Universo de edad de la oscuridad por lo tanto, con excelente aproximación, se puede considerar que no contiene rieles es comun metalicidad cero como dicen astrofísicos en su lenguaje, es decir, desprovisto de elementos más pesados ​​que el helio.

De acuerdo con modelo cosmológico estándarprimero debe formar pequeñas galaxias que se fusionarán para dar lugar a grandes galaxias que crecerán rápidamente por agregación. gas canalizado por filamentos materia oscura fríos en su mayoría según el nuevo paradigma de evolución de galaxias que hace que estos filamentos jueguen un papel fundamental y secundario solo a todas las fusiones de galaxias, al contrario de lo que todavía pensábamos hace más de un año en la década.

Todavía se cree, sin embargo, que esencialmente un galaxia espiral inicialmente se parece mucho a un disco protoplanetario ordinario una nube de materia giratoria que colapsa gravitacionalmente. O fuerza centrífuga oponiéndose a esta contracción perpendicular al eje de rotación, la nube inicial se aplana.

Una galaxia cuya química está cambiando

La teoría de la estructura y evolución estelar demuestra que las estrellas evolucionan más rápido cuanto más masivas son. más allá de 8 pastas células solares, explotarán en supernovas después de sintetizar núcleos pesados ​​hasta planchar, enriqueciendo un medio interestelar en galaxias donde nacerán nuevas estrellas. Existe, por tanto, una evolución química de estrellas y galaxias que permite datar. Entonces, un enano Rojopobre en elementos metálicos distintos del litio, indicará una estrella nacida hace más de 10 mil millones de años, mientras que una enana amarilla como el nuestro solmás rico en elementos pesados, será unos miles de millones de años más joven.

O teoría evolutiva estrella también predice que el tamaño y brillar de una estrella varía con su edad para una masa dada. Por lo tanto, algunas estrellas verán detenerse la fusión termonuclear en elementos más pesados ​​de los núcleos en sus núcleos a medida que continúa en una envoltura alrededor de ese núcleo mientras la estrella se encuentra en una fase corta, llamada subgigante roja, antes de convertirse finalmente en una estrella. gigante roja.

En definitiva, analizando la composición química y el brillo de una estrella podemos datar su edad y esto es lo que los astrofísicos se han propuesto hacer precisamente para unas 250.000 estrellas en el mundo. Vía Láctea con la ayuda de Telescopio espectroscópico de fibra multiobjeto de cielo grande (quiere decir Telescopio espectroscopia multiobjeto en fibra óptica gran campo, abreviado Lamost) – un telescopio óptico chino de cuatro metros de diámetro.

Maosheng Xiang y Hans-Walter Rix del Instituto Max-Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, junto con sus colegas, combinaron los datos de Lamost con datos sobre el brillo y la posición de estas mismas estrellas en el conjunto I’.Publicación anticipada de datos 3 (EDR3) del satélite Gaia deESA dedicado a la astrometría. Los resultados de esta combinación acaban de publicarse en la famosa revista Naturaleza.

Una arqueología galáctica legible en estratos estelares

Los datos astrométricos de Gaia se refieren a mediciones precisas de posiciones y engranajes de alrededor de 1.500 millones de estrellas en la Vía Láctea. Los últimos se publicaron en diciembre de 2020 y Lamost aportó los de 9 millones de estrellas en 2021. Solo unas pocas de estas estrellas estaban en fase de subgigante roja, las 250.000 estudiadas con Lamost, pero al final la estructura y datación del halo y disco de la Vía Láctea fueron aclarados.

Su estructura es doble. Primero, hay un disco delgado y denso, cuyo espesor es de aproximadamente 2000 años luz y dónde están los brazos de nuestra Galaxia, donde hoy nacen mayoritariamente las estrellas. Él mismo está inmerso en un disco más difuso cuyo espesor es de unos 6.000 años luz.

El disco delgado contiene la mayoría de las estrellas que vemos como la banda nebulosa de luz en el cielo. nocturno lo que llamamos la Vía Láctea. El disco grueso tiene más del triple de la altura del disco delgado, pero tiene un radio más pequeño y contiene solo un pequeño porcentaje de las estrellas de la Vía Láctea en la vecindad solar.

los aureola de estrellas consiste en una población casi esférica de estrellas ycúmulos globulares alrededor de la Vía Láctea. Las estrellas allí son viejas y de baja metalicidad, como en el caso del bulbo central de la Vía Láctea. No hay polvo allí a diferencia del disco. Este halo en sí está inmerso en un halo de plasma caliente, que a su vez debe estar rodeado por un halo de partículas de materia oscura según el modelo cosmológico estándar.

Una línea de tiempo galáctica diferente

Ahora parece, y esta es la sorpresa según un comunicado de la ESA, que habría habido dos fases distintas e importantes en la historia de la Vía Láctea.

En la primera fase, comenzando apenas 800 millones de años después de la Big Bang y así, hace unos 13 mil millones de años, el disco grueso ya está allí al contrario de lo que pensábamos y comienza a formar estrellas allí. Pero unos 2 mil millones de años más tarde, después de una aceleración en la tasa de formación de estrellas, se produce un gran pico y se explica por la fusión entre la joven Vía Láctea y una galaxia enana, una galaxia llamada Gaia-Enceladus. Este nombre proviene de la mitología griega: Enceladouno de los Gigantes, hijo de Gaia (Tierra) y Urano (Cielo), durante la Gigantomaquia, fue puesto fuera de combate por Atenea y enterrado bajo el monte. Etnacausando desde terremotos y erupciones.

Esta fusión fue ciertamente comparable a una masa lanzada y golpeando una piscina, en el fluido estelar autogravitatorio de nuestra galaxia, y se pensó que esto era lo que de alguna manera “calentaba” el gas estelar del disco delgado, haciendo que se evaporara y evaporara. expandirse para formar el disco grueso.

También fue en este momento que el halo estelar se habría formado al mismo tiempo y por la misma razón.

Pero en el escenario propuesto ahora, fue solo después de esta fusión que el disco delgado habría nacido y la formación de estrellas en el disco grueso habría continuado hasta que su contenido de gas se agotó en gran medida unos 6 mil millones de años después del Big Bang. Durante ese tiempo, la metalicidad del disco grueso habría aumentado en más de un factor de 10.

Como beneficio adicional, los astrofísicos determinaron que la metalicidad en este disco era relativamente uniforme, lo que implica que los procesos de mezcla turbulenta proporcionaron un transporte y una mezcla eficientes de los elementos recién formados liberados en el medio interestelar por las explosiones de supernova.

Este escenario es quizás el de muchas galaxias espirales grandes. Quizás lo averigüemos con las observaciones que realizarán durante la próxima década los Telescopio espacial James Webb.