Un puente de estrellas conecta las Nubes de Magallanes

Un equipo internacional de astrónomos liderado por investigadores de la Universidad de Cambridge publica este hallazgo en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y se basa en el censo estelar galáctico realizado por el Observatorio Espacial Europeo, Gaia.

Durante los últimos 15 años, los científicos han anticipado ansiosamente los datos de Gaia. La primera porción de información del satélite fue presentada hace tres meses y es de libre acceso. Este conjunto de datos de calidad sin precedentes es un catálogo de las posiciones y el brillo de mil millones de estrellas en nuestra galaxia de la Vía Láctea y sus alrededores.

Lo que Gaia ha enviado a la Tierra es único. La resolución angular del satélite es similar a la del Telescopio Espacial Hubble, pero dada su mayor campo de visión, puede cubrir todo el cielo en lugar de una pequeña porción de él. De hecho, Gaia utiliza el mayor número de píxeles para tomar imágenes digitales del cielo de cualquier instrumento espacial. Mejor aún, el Observatorio no tiene sólo un telescopio sino dos, compartiendo el plano focal de un metro de ancho.

A diferencia de los telescopios típicos, Gaia no solo apunta y mira: constantemente gira alrededor de su eje, barriendo todo el cielo en menos de un mes. Por lo tanto, no sólo mide las propiedades instantáneas de las estrellas, sino que también rastrea sus cambios con el tiempo. Esto proporciona una oportunidad perfecta para encontrar una variedad de objetos, por ejemplo estrellas que pulsan o explotan, incluso si esto no es para lo que el satélite fue diseñado principalmente.

El equipo de Cambridge se concentró en el área alrededor de las Nubes de Magallanes y usó los datos de Gaia para seleccionar estrellas pulsantes de un tipo particular: las llamadas RR Lyrae, muy antigua y no evolucionada químicamente. Como estas estrellas han estado alrededor desde los primeros días de la existencia de las Nubes, ofrecen una visión de la historia de la pareja. El estudio de las Nubes de Magallanes (LMC y SMC, respectivamente) siempre ha sido difícil ya que se extienden a lo largo de una gran área. Pero con la visión de todo el cielo de Gaia, esto se ha convertido en una tarea mucho más fácil.

Alrededor de la Vía Láctea, las nubes son los ejemplos más brillantes y más grandes de galaxias satelitales enanas. Conocidas por la humanidad desde los albores de la historia (y para los europeos desde sus primeros viajes al hemisferio sur) las Nubes de Magallanes han permanecido como un enigma hasta la fecha. A pesar de que las nubes han sido un elemento constante del cielo, los astrónomos sólo recientemente han tenido la oportunidad de estudiarlas en cualquier detalle.

La cuestión de si las nubes encajan o no en la teoría convencional de la formación de galaxias depende críticamente de su masa y del momento de su primer acercamiento a la Vía Láctea. Los investigadores del Instituto de Astronomía de Cambridge encontraron pistas que podrían ayudar a responder a ambas preguntas.

En primer lugar, las estrellas RR Lyrae detectadas por Gaia se utilizaron para trazar la extensión de la Gran Nube de Magallanes. Se encontró que la LMC poseía un "halo" de baja luminosidad difusa que se extendía hasta 20 grados desde su centro. La LMC sólo sería capaz de aferrarse a las estrellas a distancias tan grandes si era sustancialmente más grande de lo que se pensaba anteriormente, totalizando tal vez hasta una décima parte de la masa de toda la Vía Láctea.

Una sincronización exacta de la llegada de las nubes a la galaxia es imposible sin el conocimiento de sus órbitas. Desafortunadamente, las órbitas de los satélites son difíciles de medir: a grandes distancias, el movimiento del objeto en el cielo es tan minúsculo que es simplemente no observable durante una vida humana. En ausencia de una órbita, Vasily Belokurov y sus colegas encontraron lo siguiente mejor: una corriente estelar.

Corrientes de estrellas se forman cuando un satélite - una galaxia enana o un cúmulo de estrellas - comienza a sentir la fuerza de marea del cuerpo alrededor del cual orbita. Las mareas estiran el satélite en dos direcciones: hacia y lejos del anfitrión. Como resultado, en la periferia del satélite, dos aberturas se forman: pequeñas regiones donde la atracción gravitacional del satélite es equilibrada por la atracción del huésped. Las estrellas satélites que entran en estas regiones encuentran fácil abandonar el satélite por completo y comenzar a orbitar al huésped. Poco a poco, estrella tras estrella abandona el satélite, dejando una huella luminosa en el cielo, y revelando así la órbita del satélite.

"Las corrientes estelares alrededor de las nubes fueron predichas pero nunca observadas," explica el Belokurov. "Después de haber marcado las posiciones de RR Lyrae en el cielo con Gaia, nos sorprendió ver una estrecha estructura en forma de puente que conecta las dos nubes. Creemos que al menos en parte este 'puente' está compuesto de estrellas despojadas de la nube pequeña por la grande. El resto puede ser realmente las estrellas de la LMC sacadas de ella por la Vía Láctea".

Los investigadores creen que el puente RR Lyrae ayudará a aclarar la historia de la interacción entre las nubes y nuestra galaxia.

"Hemos comparado la forma y la posición exacta del puente estelar de Gaia con las simulaciones por ordenador de las nubes de Magallanes cuando se aproximan a la Vía Láctea", explica Denis Erkal, coautor del estudio.

"Muchas de las estrellas en el puente parecen haber sido removidas de la SMC en la interacción más reciente, hace unos 200 millones de años, cuando las galaxias enanas pasaron relativamente cerca una de otra". Creemos que como resultado de ese evento, no sólo las estrellas, sino también el gas hidrógeno, se eliminó de la SMC. Al medir el desplazamiento entre los puentes de RR Lyrae y el hidrógeno, podemos poner restricciones sobre la densidad de la corona galáctica gaseosa".