El satélite Gaia de la ESA ha explorado dos galaxias cercanas para revelar los movimientos estelares de su interior y como un día acabarán por interactuar y colisionar con la Vía Láctea… con resultados sorprendentes.

El Grupo Local es un vasto conjunto de galaxias, entre las que se encuentra nuestra Vía Láctea. Esta, junto a las galaxias de Andrómeda y del Triángulo, —también denominadas M31 y M33, respectivamente— conforma la mayor parte de la masa del grupo.

Aunque los astrónomos sospechaban desde hacía tiempo que Andrómeda acabaría por colisionar con la Vía Láctea, transformando completamente nuestro vecindario cósmico, los movimientos tridimensionales de las galaxias del Grupo Local no estaban claras, por lo que no se sabía bien cuál sería el futuro de nuestra galaxia anfitriona.

“Tuvimos que explorar los movimientos de las galaxias en 3D para descubrir cómo habían surgido y evolucionado, y qué influye en sus características y comportamiento —señala Roeland van der Marel, del Instituto de Ciencia sobre Telescopios Espaciales (STScI) de Baltimore (Estados Unidos), y autor principal del estudio del que se desprende esta información—. Lo logramos gracias al segundo paquete de datos de gran calidad publicado por Gaia”.

El satélite Gaia de la ESAestá elaborando el mapa tridimensional más preciso de las estrellas del Universo cercano, y sus datos se están publicando por fases. En la investigación dirigida por van der Marel se emplearon datos del segundo lanzamiento, que tuvo lugar en abril de 2018.

En estudios anteriores sobre el Grupo Local se han combinado observaciones, entre otros, del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA y el sistema terrestre de antenas de línea de base muy larga (VLBA) para averiguar cómo las órbitas de Andrómeda y del Triángulo han ido cambiando a lo largo del tiempo. Las dos galaxias espirales, con forma de disco, se hallan a una distancia de nosotros de entre 2,5 y 3 millones de años luz, y se encuentran lo bastante cerca entre sí como para interactuar.

Había dos posibilidades: o bien la galaxia del Triángulo se encuentra en una órbita increíblemente larga, de 6.000 millones de años, alrededor de Andrómeda, pero ya ha caído en ella en el pasado, o bien esta es la primera vez que lo está haciendo. Cada escenario refleja un trayecto orbital distinto, que implicaría una historia de formación y un futuro diferente para cada galaxia.

Mientras que Hubble ha obtenido la vista más nítida jamás lograda de Andrómeda y el Triángulo, Gaia está midiendo la posición individual y el movimiento de muchas de sus estrellas con una precisión inédita.

“Hemos rastreado los datos de Gaia e identificado miles de estrellas en las dos galaxias, para después estudiar su movimiento dentro de estas —apunta Mark Farda, también del STScI y coautor del estudio—. Aunque el principal objetivo de Gaia es estudiar la Vía Láctea, es lo bastante potente como para detectar estrellas especialmente brillantes y masivas en regiones cercanas de formación estelar, incluso en galaxias más allá de la nuestra”.

Los movimientos estelares medidos por Gaia no solo muestran el desplazamiento por el espacio de estas las galaxias, sino también cómo cada una de ellas rota sobre su propio eje. Hace un siglo, cuando los astrónomos empezaron a comprender la naturaleza de las galaxias, la medición de su rotación era algo muy ansiado, aunque imposible con los telescopios disponibles en aquel momento.

“Para poder lograrlo ha hecho falta un observatorio tan avanzado como Gaia —añade van der Marel—. Por primera vez hemos medido la rotación de M31 y M33 en el firmamento. Los astrónomos solían ver las galaxias como mundos agrupados que no podían constituir ‘islas’ independientes, pero ahora sabemos que no es así. Hemos necesitado 100 años y contar con Gaia para poder medir la minúscula velocidad de rotación real de nuestra vecina galáctica, M31. Esto nos va a ayudar a conocer mejor la naturaleza de las galaxias”.

Al combinar las observaciones existentes con el nuevo lanzamiento de datos de Gaia, los investigadores han podido determinar el movimiento de Andrómeda y el Triángulo a través del espacio, así como calcular la ruta orbital de cada galaxia tanto atrás como adelante en el tiempo durante miles de millones de años.

“Las velocidades encontradas muestran que M33 no puede hallarse en una larga órbita alrededor de M31 —advierte Ekta Patel, de la Universidad de Arizona (Estados Unidos) y coautor del estudio—: todos nuestros modelos implican que M33 debe de estar empezando a caer en M31”.

A pesar de que la Vía Láctea y Andrómeda aún están destinadas a colisionar y fusionarse, es probable que tanto el momento como el grado de destrucción de esta interacción sea distinto de lo esperado.

Como el movimiento de Andrómeda difiere en cierta medida de las estimaciones anteriores, es muy posible que esta galaxia toque de refilón a la Vía Láctea, en lugar de chocar con ella de frente. Además, esto no sucederá en 3.900 millones de años, sino en 4.500 millones: unos 600 millones de años más tarde de lo previsto.

“Este hallazgo es crucial para nuestra comprensión de la evolución e interacción de las galaxias —afirma Timo Prusti, científico del proyecto Gaia de la ESA—. Hemos visto fenómenos poco comunes tanto en M31 como en M33, como formas irregulares en flujos y colas de estrellas y gas. Si las galaxias no se han unido hasta ahora, estos fenómenos no pueden deberse a las fuerzas desencadenadas durante una fusión. Quizá se formaran por la interacción con otras galaxias, o mediante dinámicas de gas en el interior de las propias galaxias”.

“Gaia se diseñó sobre todo para cartografiar las estrellas de la Vía Láctea, pero este nuevo estudio muestra que el satélite está superando las expectativas y que puede proporcionar información única sobre la estructura y las dinámicas de galaxias más allá de la nuestra. Cuanto más observe Gaia los minúsculos movimientos de estas galaxias por el firmamento, más precisas serán nuestras mediciones”. (Fuente: ESA)