Galaxias como la Vía Láctea son muy raras y ahora sabemos porque
Utilizando una simulación por supercomputadora, se ha podido entender la historia de la Vía Láctea y porque se formó donde no debería.
En el Universo existen diferentes tipos de galaxias y se esperaría que estuvieran distribuidas en cantidades más o menos iguales, pero esto no sucede. En particular, las galaxias elípticas destacan en el plano supergalactico, por sobre las galaxias de disco.
Esta diferencia proporciona una prueba única para comprender la formación de galaxias y estructuras. Utilizando una simulación de Materia Oscura y la teoría estándar de formación de galaxias, investigadores de la Universidad de Durham compararon los dos escenarios.
Descubriendo, con ayuda de la simulación llamada SIBELIUS DARK, que reproduce las distribuciones de galaxias de discos y elípticas y, en particular, el exceso observado de elípticas masivas cerca del ecuador supergaláctico.
Mostrando que las galaxias de disco evolucionan principalmente de forma aislada, mientras que las elípticas gigantes se congregan en los cúmulos masivos que definen el plano supergaláctico. El hallazgo fue publicado en la revista Nature.
Un nuevo estudio explica por qué la Vía Láctea es única en el plano supergaláctico. En el interior, las galaxias interactúan más, convirtiendo las espirales en elípticas. Afuera mantienen su forma. Confirma el modelo Lambda CDM. #GalacticEvolution #SpaceDiscovery pic.twitter.com/fa5ty15HkH
— iDrZeus (@cdrzeus) December 2, 2023
El Plano Supergaláctico
El Supercúmulo Local es la estructura más grande del Universo Local y está formado por varios cúmulos masivos de miles de galaxias tanto elípticas como espirales; en él se define el plano supergaláctico y el sistema de coordenadas supergaláctico, utilizando cúmulos como Virgo y Fornax.
Ahora sabemos que se extiende al menos hasta 300 millones de años luz, gracias al descubrimiento de galaxias elípticas y radiogalaxias brillantes cerca del ecuador supergaláctico, destacando la extraña ausencia de galaxias espirales.
Según el modelo estándar de formación, las regiones más densas se caracterizan por una mayor abundancia de halos de materia oscura y, en particular, más masivos. Es decir, en estas regiones podremos encontrar las galaxias más masivas.
La teoría estándar de formación de galaxias predice que las galaxias espirales evolucionan en gran medida de forma aislada, creciendo principalmente a través de la formación estelar impulsada por la continua acumulación de gas.
Inconsistencias en el Modelo de Formación
Por el contrario, la temperatura ambiente más alta en regiones más densas restringe el suministro de gas a los halos, lo que conduce al agotamiento del gas y a una menor cantidad de estrellas nuevas.
Las regiones más densas también se caracterizan por una mayor tasa de fusión que conducen a la formación de galaxias elípticas. Sin embargo, se cree que la metamorfosis de las galaxias tarda cientos de millones de años, lo que impide su observación directa en objetos individuales.
Los diferentes grupos de galaxias de diferentes tipos y masas en diferentes entornos dentro del Universo Local brindan una oportunidad para probar simultáneamente la capacidad del marco cosmológico para explicar las observaciones a gran escala y mejorar nuestra comprensión de la formación de galaxias.
La Simulación
Para estudiar la evolución de nuestro vecindario cósmico, los investigadores detrás del nuevo estudio recurrieron a una simulación por supercomputadora llamada Simulaciones más allá del Universo Local (SIBELIUS).
Rebobinando la evolución de las galaxias observadas 13,800 millones de años hasta su comienzo con el Big Bang, los investigadores construyeron un modelo que recrea fielmente la evolución del plano.
Encontrando que las galaxias espirales en los densos cúmulos del Plano Supergaláctico frecuentemente chocaban entre sí en colisiones catastróficas, rompiendo sus delicados brazos y transformándolos en galaxias elípticas.
Este proceso también empujó más materia hacia las fauces del agujero negro supermasivo de una galaxia golpeada, haciendo crecer los agujeros negros.
Por otro lado, las galaxias espirales que se encuentran en regiones alejadas del ecuador quedaron, en su mayoría, fuera de la pelea de barras cósmicas, lo que les permitió preservar sus estructuras.
Esto no impide que las galaxias espirales como la nuestra evolucionen en el caótico entorno del plano, pero sí significa que son inusuales por haber evitado lo peor del daño… Hasta ahora.