Mientras buscaba estrellas hiperveloces que escapan de la Vía Láctea con el último conjunto de datos de la misión Gaia de la ESA, un equipo de astrónomos descubrió por sorpresa cómo una serie de estrellas viajaban hacia el interior de nuestra Galaxia, quizá procedentes de una galaxia distinta.

En abril, el satélite astrométrico de la ESA publicó un catálogo sin precedentes, de más de mil millones de estrellas. Astrónomos de todo el mundo han estado trabajando sin descanso estos últimos meses con este extraordinario conjunto de datos, escudriñando las propiedades y los movimientos de las estrellas de nuestra Galaxia y más allá con una precisión inédita, lo que ha dado lugar a una multitud de nuevos e interesantes estudios.

La Vía Láctea contiene más de cien mil millones de estrellas. La mayoría se halla en un disco con un centro denso y abultado, en mitad del cual hay un agujero negro supermasivo. El resto se extiende por un halo esférico mucho mayor.

Las estrellas circulan por la Vía Láctea a cientos de kilómetros por segundo, y sus movimientos contienen cantidades ingentes de información sobre el pasado de la Galaxia. Las estrellas más rápidas son las denominadas “estrellas de hipervelocidad”. Se cree que nacen cerca del centro galáctico, del que escapan hacia los límites de la Vía Láctea por su interacción con el agujero negro.

Hasta ahora solo se ha descubierto un pequeño número de estrellas hiperveloces, por lo que el segundo catálogo de datos de Gaia ofrece una oportunidad única para buscar más estrellas de este tipo.

Nada más publicarse el nuevo el nuevo conjunto de datos, varios grupos de astrónomos se adentraron en él en busca de estrellas de hipervelocidad. Entre ellos, tres científicos de la Universidad de Leiden (Países Bajos), a los que el catálogo deparaba una gran sorpresa.

Gaia ha medido las posiciones, paralajes (que indican su distancia) y movimientos bidimensionales en el plano del firmamento de mil trescientos millones de estrellas. Y para un subconjunto de siete millones de las estrellas más brillantes, también ha medido con qué velocidad se alejan de nosotros.

“Entre esos siete millones de estrellas de Gaia con mediciones completas de velocidades tridimensionales, encontramos veinte que viajaban con rapidez suficiente como para acabar escapando de la Vía Láctea”, explica Elena Maria Rossi, autora del nuevo estudio.

Elena y sus colegas, que el año pasado ya habían descubierto varias estrellas de hipervelocidad en un estudio exploratorio basado en el primer catálogo de datos de Gaia, se vieron gratamente sorprendidos, ya que esperaban encontrar como mucho una estrella que escapara de la Galaxia entre los siete millones. Pero aún hay más.

“En lugar de alejarse del centro galáctico, la mayoría de las estrellas de hipervelocidad detectadas parecen acercarse a él”, añade Tommaso Marchetti, coautor del estudio.

“Podría tratarse de estrellas de otra galaxia, que están atravesando la Vía Láctea”.

Es posible que estas intrusas intergalácticas sean originarias de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia relativamente pequeña que orbita la Vía Láctea, aunque también podrían proceder de una galaxia aún más lejana. Si ese es el caso, acarrean la impronta de su lugar de origen, y su estudio a distancias mucho más cercanas que su galaxia progenitora puede ofrecer información única sobre la naturaleza de las estrellas de otras galaxias, de forma similar a lo que sucede al estudiar material marciano traído hasta nuestro planeta por meteoritos.

“Las estrellas pueden acelerarse a altas velocidades cuando interactúan con un agujero negro supermasivo”, apunta Elena.

“Así, la presencia de estas estrellas podría ser un signo de este tipo de agujeros negros en galaxias cercanas. Pero las estrellas también podrían haber formado parte de un sistema binario, y haber sido lanzadas hacia la Vía Láctea cuando su compañera explotó en forma de supernova. En cualquier caso, estudiarlas nos permitiría saber más sobre este tipo de procesos en galaxias vecinas”.

Otra explicación es que las estrellas recién identificadas podrían ser nativas del halo de nuestra Galaxia, y se habrían acelerado y desplazado hacia el interior por la interacción con una de las galaxias enanas que cayeron hacia la Vía Láctea durante su formación. Contar con información adicional sobre la edad y la composición de las estrellas podría ayudar a los astrónomos a aclarar su origen.

“Una estrella del halo de la Vía Láctea probablemente sea bastante antigua y esté formada en su mayoría por hidrógeno, mientras que las estrellas de otras galaxias podrían contener gran cantidad de elementos más pesados”, señala Tommaso.

“Observar los colores de las estrellas nos da más información sobre su composición”.

Nuevos datos ayudarán a esclarecer la naturaleza y el origen de estas estrellas, y el equipo empleará telescopios terrestres para saber más sobre ellas. Entretanto, Gaia seguirá observando la totalidad del firmamento, incluidas las estrellas analizadas en este estudio.

Además de investigar la naturaleza de estas posibles intrusas estelares, el equipo también está buceando en el conjunto de datos del segundo lanzamiento de Gaia en busca de más estrellas hiperveloces, aunque sus esperanzas también están puestas en el futuro. Hay al menos otros dos catálogos de datos de Gaia previstos para la década de 2020 y cada uno de ellos proporcionará datos nuevos e información más precisa sobre un conjunto mayor de estrellas.

“En el futuro esperamos contar con mediciones completas de la velocidad tridimensional de hasta ciento cincuenta millones de estrellas”, adelanta Anthony Brown, coautor del estudio y presidente del comité ejecutivo del Consorcio para el Procesamiento y Análisis de Datos de Gaia (DPACE).

“Esto contribuirá a localizar cientos o miles de estrellas de hipervelocidad, comprender mucho mejor su origen y usarlas para investigar el entorno del centro galáctico y la historia de nuestra Galaxia”, añade.

“Este fantástico hallazgo muestra que Gaia es toda una máquina que allana el terreno para nuevos e inesperados descubrimientos sobre nuestra Galaxia”, concluye Timo Prusti, científico del proyecto Gaia de la ESA. (Fuente: ESA)