La secuencia de eventos que moldearon la Vía Láctea primitiva

Arriba: imagen artística de la fusión entre Gaia-Encélado y el progenitor de la Vía Láctea (VL), así como el DCM que habrían tenido sus estrellas hace 10 mil millones de años. Abajo: imagen artística de la VL actual y el DCM del halo cercano por Gaia.

Entre los numerosos hallazgos de la segunda entrega de datos del satélite Gaia encontramos un  enigmático diagrama color-magnitud (DCM) de las estrellas del halo de la Vía Láctea. Este diagrama, sin precedente hasta la fecha, muestra una llamativa doble secuencia (azul/roja). La secuencia azul se asoció con una fusión muy temprana de la Vía Láctea con una galaxia satélite (Gaia Encélado). El origen de la secuencia roja era menos claro, y en general se la asoció, por su composición química, con el llamado disco grueso de nuestra Galaxia. Sin embargo, el desconocimiento de las edades de las estrellas en las dos secuencias dificultaba la comprensión de su naturaleza. En nuestro trabajo, comparamos este DCM observado con DCM sintéticos calculados usando modelos de evolución estelar. Esta es una técnica que se ha usado con éxito durante más de veinte años para estudiar la historia de la formación estelar de las galaxias enanas del Grupo Local. Gracias a las distancias precisas proporcionadas por Gaia para millones de estrellas de la Vía Láctea, hemos podido aplicar esta técnica para obtener sus distribuciones de edad y metalicidad. De esta manera, determinamos que las estrellas en las dos secuencias del DCM del halo tienen la misma distribución de edad y se formaron hace más de 10 mil millones de años. En promedio, son más viejas que las estrellas del disco grueso, que contiene estrellas tan viejas como las del halo, pero también estrellas más jóvenes. El diferente color de las dos secuencias es debido a su diferente composición química, con las estrellas azules más pobres en metales que las rojas. Estos hallazgos, sumados a predicciones de simulaciones cosmológicas, también analizadas en el estudio, permitieron completar la historia de la formación de la Vía Láctea: hace unos 13 mil millones de años se empezaron a formar estrellas en dos sistemas estelares diferenciados que luego se fusionaron: una galaxia enana llamada Gaia-Encélado y otra, el progenitor principal de nuestra Galaxia, unas 4 veces más masiva y con mayor cantidad de metales. Como consecuencia del impacto que sufrió la más masiva hace 10 mil millones de años, algunas de sus estrellas y las pertenecientes a Gaia-Encélado adquirieron movimientos caóticos, pasando a formar parte del halo de nuestra Galaxia. El aporte de gas durante y después de la fusión mantuvo la formación estelar en un disco grueso hasta hace entre 8 y 6 mil millones de años, cuando el gas se asentó en el disco fino donde se han formado la mayor parte de las estrellas de la Vía Láctea hasta la actualidad.