Descubren que una región de nuestra galaxia no es lo que parece

Un cúmulo globular de la Vía Láctea es en realidad una estructura protogaláctica relativamente intacta que estuvo presente, aunque sin intervenir mucho, en la formación de nuestra galaxia y que constituye una reliquia de la infancia del universo.

Así se ha determinado en una investigación realizada por un equipo que incluye, entre otros, a Giorgia Zullo y a Francesco Ferraro, de la Universidad de Bolonia en Italia.

Para el estudio, se emplearon observaciones realizadas por dos de los telescopios espaciales más potentes: el James Webb y el Hubble, de las agencias espaciales estadounidense y europea, y también de la canadiense en el caso del Webb.

El análisis minucioso de las observaciones demuestra definitivamente que Terzan 5 no es un cúmulo estelar globular como se le clasificó en el pasado, sino más bien una especie de protogalaxia enana que se incorporó a la Vía Láctea en la época de su formación. Estudiar a Terzan 5 es por tanto un modo de indagar sobre cómo las galaxias como la nuestra se forman y evolucionan con el paso del tiempo.

Terzan 5. (Imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Giorgia Zullo (University of Bologna), Francesco Ferraro (University of Bologna). Procesamiento de la imagen: Alyssa Pagan (STScI))

Un cúmulo estelar globular suele tener una sola población estelar, o sea con una misma edad y origen. En la época actual del universo, la población de cada cúmulo de esta clase suele ser bastante vieja. En cambio, las nuevas observaciones no solo confirman la existencia de dos poblaciones estelares distintas en Terzan 5, sino que también proporcionan evidencia de dos rondas más recientes de formación estelar. Aunque se encuentra dentro del denso bulbo de nuestra galaxia (el bulbo es la región central y esférica que es más rica en estrellas antiguas), Terzan 5 era lo suficientemente masivo como para mantener su identidad individual, sin mezclarse hasta la dispersión. En cambio, conjuntos más livianos de estrellas sí se dispersaron y mezclaron por completo, conformando el bulbo hace miles de millones de años. Terzan 5 es como un grumo en una masa de pastel bien mezclada.

Descubierto en 1968 por el astrónomo Agop Terzan, Terzan 5 se asemeja a un cúmulo globular en muchos aspectos. Sin embargo, en 2009 se descubrió que este sistema alberga dos poblaciones estelares distintas. En 2016, el Hubble proporcionó la primera estimación de sus edades, mostrando que una se formó hace aproximadamente doce mil millones de años (mientras se formaba la Vía Láctea) y la otra hace unos cinco mil millones de años, justo antes de que comenzara a formarse la Tierra. Esto apuntaba a una historia más compleja que la de un cúmulo globular típico.

Estudiar a Terzan 5 es complicado por su ubicación en un sector de nuestra galaxia repleto de estrellas y fuertemente oscurecido por polvo. Aquí es donde entró en juego el Webb. Su visión infrarroja permitió al equipo de investigación observar a través del polvo y catalogar muchas más estrellas, incluso de brillo mucho más débil, que en investigaciones anteriores. Al medir los colores y brillos estelares, los astrónomos pueden clasificar las estrellas en poblaciones de diferentes edades y composiciones químicas.

El Webb midió estas propiedades clave para cada estrella dentro de su campo de visión en el firmamento, tanto las estrellas de Terzan 5 como las estrellas en primer plano no relacionadas. Para aislar las estrellas de Terzan 5, el equipo se basó en la potencia y la larga vida útil del Hubble. La separación de 12 años entre observaciones permitió al equipo medir movimientos muy pequeños de estrellas individuales, para determinar qué estrellas pertenecen a Terzan 5 y cuáles forman parte del bulbo de la Vía Láctea.

Al combinar datos de los telescopios Webb y Hubble, los investigadores encontraron pruebas contundentes de dos poblaciones estelares adicionales: una formada hace 3800 millones de años y otra hace tan solo 2500 millones. También lograron determinar con una precisión sin precedentes las edades de las poblaciones estelares previamente conocidas, hallando que se formaron hace 12500 millones y 4700 millones de años.

Cuando solo se sabía de las dos primeras generaciones de estrellas, los astrónomos no podían descartar la posibilidad de que Terzan 5 hubiera interactuado con otro objeto, como un cúmulo globular o una nube molecular gigante, enriqueciéndose con nuevo gas y polvo que desencadenaron una segunda ronda de formación estelar. Con cuatro generaciones estelares, esta explicación queda descartada.

Terzan 5 es un ladrillo sobrante de la construcción del bulbo galáctico y por tanto una reliquia pregaláctica. Por alguna razón desconocida, Terzan 5 nunca se fusionó con el bulbo de la Vía Láctea, evitando así su destrucción, que habría sufrido si se hubiera integrado plenamente en el bulbo de nuestra galaxia.

Las conclusiones de esta investigación se han presentado en la edición número 248 del congreso de la AAS (American Astronomical Society), celebrada recientemente en Pasadena, California, Estados Unidos. (Fuente: NCYT de Amazings)