ʻGaiaʼ detecta una sacsejada de la Via Làctia

D’esquerra a dreta, les investigadores de l’ICCUB Cesca Figueras, Teresa Antoja i Mercè Romero.
D’esquerra a dreta, les investigadores de l’ICCUB Cesca Figueras, Teresa Antoja i Mercè Romero.
Recerca
(19/09/2018)

Un equip liderat per investigadores de lʼInstitut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB, UB-IEEC) i de la Universitat de Groningen ha descobert, mitjançant lʼanàlisi de les dades de Gaia, subestructures fins ara desconegudes a la Via Làctia. La troballa, resultat de combinar les posicions i les velocitats de sis milions dʼestrelles del disc de la nostra galàxia, sʼha publicat a la revista Nature.

D’esquerra a dreta, les investigadores de l’ICCUB Cesca Figueras, Teresa Antoja i Mercè Romero.
D’esquerra a dreta, les investigadores de l’ICCUB Cesca Figueras, Teresa Antoja i Mercè Romero.
Recerca
19/09/2018

Un equip liderat per investigadores de lʼInstitut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB, UB-IEEC) i de la Universitat de Groningen ha descobert, mitjançant lʼanàlisi de les dades de Gaia, subestructures fins ara desconegudes a la Via Làctia. La troballa, resultat de combinar les posicions i les velocitats de sis milions dʼestrelles del disc de la nostra galàxia, sʼha publicat a la revista Nature.

«Hem observat formes amb diferents morfologies, com ara una espiral semblant a una closca de cargol. Lʼexistència dʼaquestes subestructures sʼha observat per primera vegada gràcies a la precisió sense precedents de les dades aportades pel satèl·lit Gaia, de lʼAgència Europea de lʼEspai (ESA)», explica Teresa Antoja, investigadora de lʼICCUB (IEEC-UB) i primera signant de lʼarticle. «Aquestes subestructures —afegeix— permeten concloure que el disc de la nostra galàxia va patir una important pertorbació gravitacional ara fa entre 300 i 900 milions dʼanys». Aquest és un dels primers grans descobriments dʼarqueologia galàctica que han de permetre  esbrinar lʼorigen i lʼevolució de la Via Làctia.

Però, què va provocar aquesta pertorbació? Per obtenir una resposta sʼha comparat lʼestructura i el grau de cargolament de lʼespiral esmentada amb els models dinàmics. Això ha permès a les investigadores formular la hipòtesi que la pertorbació va ser deguda al darrer pas de la galàxia nana de Sagitari a prop del disc de la Via Làctia.

«El treball estableix, dʼuna manera definitiva, que el disc de la Via Làctia és dinàmicament jove, sensible a les pertorbacions i que canvia en el temps», afirma Antoja. «Una de les formes més destacables que observem —continua la investigadora— és el patró espiral que mostren les estrelles situades a prop del Sol, i que mai fins ara sʼhavia observat». «De fet, les formes observades en els gràfics eren tan evidents (a diferència dels casos habituals), que vam arribar a pensar que es podria tractar dʼun error en les dades», explica Antoja.  En aquest sentit, més de cent enginyers i científics europeus, entre els quals lʼequip de la UB té un paper destacat, van treballar durant mesos en les tasques de verificació i validació de les dades de Gaia. Com a part dʼaquesta tasca de comprovació, Mercè Romero-Gómez, investigadora de la UB, explica: «Amb les simulacions realitzades a la UB també hem pogut reproduir les espirals observades».

Lʼefecte de la galàxia de Sagitari sobre la Via Làctia

De la mateixa manera que quan es deixa caure una pedra en un estany formem ones que es propaguen a la superfície, o que quan acostem un imant a un plec de llimadures de ferro, aquestes sʼordenen i alineen en una determinada direcció, les estrelles del disc galàctic sʼordenen responent a lʼatracció gravitatòria dʼuna galàxia satèl·lit que passa a prop dʼelles. Amb el temps, les estrelles conserven en el seu moviment orbital lʼefecte de la pertorbació que les va sacsejar, i que ara sʼobserva com una espiral en les gràfiques.

Segons Amina Helmi, investigadora de la Universitat de Groningen, «sabem que la nostra galàxia és “caníbal”, i que ha anat creixent engolint petites galàxies, com està fent actualment amb la galàxia de Sagitari». No obstant això, precisa lʼexperta, «la massa de Sagitari encara és prou gran per provocar un impacte gravitatori apreciable». El que ara veiem no respon a un xoc entre les dues galàxies, sinó a un acostament de la galàxia de Sagitari al disc galàctic.


 

Primers resultats del nou catàleg de Gaia

Les dades que sʼanalitzen en aquest treball formen part del segon catàleg de la missió Gaia, que es va publicar fa pocs mesos, el 25 dʼabril del 2018. «Científics i enginyers de la UB han tingut un paper fonamental i irreemplaçable per fer realitat aquestes dades», destaca Xavier Luri, director de lʼICCUB i coordinador de lʼequip que ha estat responsable de lʼelaboració de lʼarxiu de Gaia a nivell europeu. Lʼesforç de més de 400 científics i enginyers ha permès publicar posicions i moviments precisos per a més de 1.300 milions dʼobjectes. També en aquest segon catàleg —que només cobreix els primers vint-i-dos mesos de recollida de dades— es van aconseguir publicar les primeres dades espectroscòpiques per a uns quants milions dʼestrelles de lʼentorn solar, dades que permeten mesurar la velocitat de les estrelles en la línia de visió. Són aquestes velocitats les que han fet possible la descoberta publicada a Nature.

A dia dʼavui, el satèl·lit Gaia acumula més de quaranta-vuit mesos dʼoperacions amb èxit, i lʼESA ja ha aprovat allargar la missió fins a finals del 2020. Actualment, està avaluant una segona pròrroga per a dos anys més. En paraules de Carme Jordi, investigadora de la UB i membre del Gaia Science Team, l'òrgan científic assessor de l'ESA per a aquesta missió, «tot apunta que aquest és només un dels primers descobriments dʼun extens conjunt de noves troballes —i sorpreses— que amaguen les dades de Gaia que es van publicar el passat 25 dʼabril de 2018: la punta dʼun iceberg en lʼestudi de lʼorigen i lʼevolució de la galàxia en la qual estem immersos». 

Referència de lʼarticle:
T. Antoja, A. Helmi, M. Romero-Gomez, D. Katz, C. Babusiaux, R. Drimmel, D. W. Evans, F. Figueras, E. Poggio, C. Reylé, A. C. Robin, G. Seabroke, C. Soubiran. «A dynamically young and perturbed Milky Way disk» Nature, setembre del 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0510-7