La Via Làctia va patir un fort brot de formació estel·lar fa entre dos i tres mil milions d'anys

De la mateixa manera que la flama del fogonet es va apagant quan sʼacaba el gas de la bombona, el ritme de formació estel·lar al disc de la Via Làctia, alimentat pel gas que inicialment sʼhi va dipositar, hauria dʼanar disminuint de manera suau i continuada fins a esgotar tot el gas existent. Els resultats que sʼhan trobat en aquest treball indiquen que, si bé aquest va ser el procés que va tenir lloc durant els primers 4.000 milions dʼanys de formació del disc, un fort brot de formació estel·lar o baby boom estel·lar —com ho qualifica lʼarticle publicat a Nature Research Highlights— va invertir aquesta tendència. La fusió amb una galàxia satèl·lit de la Via Làctia, rica en gas, hauria pogut subministrar nou combustible i reactivar el procés de formació estel·lar, de manera similar a quan es canvia la bombona de gas del fogonet. Aquest mecanisme explicaria la distribució de distàncies, edats i masses que es dedueixen de les dades proporcionades pel satèl·lit Gaia, projecte de lʼAgència Espacial Europea (ESA).

«L'escala de temps d'aquest fort brot de formació estel·lar, juntament amb l'enorme quantitat de massa estel·lar involucrada en el procés (milers de milions de masses solars), ens porta a proposar que el disc de la nostra galàxia no ha tingut una evolució tranquil·la i pausada, sinó que va patir una pertorbació externa important que va començar ara fa uns 5.000 milions dʼanys», afirma Roger Mor, investigador de lʼICCUB (IEEC-UB) i primer signant de lʼarticle.

«Aquesta descoberta ha estat possible gràcies al fet de disposar, per primera vegada, de  distàncies precises per a més de tres milions dʼestrelles de lʼentorn solar», explica Roger Mor. «Gràcies a aquestes dades —continua—, hem pogut esbrinar quins han estat els mecanismes que han regit lʼevolució des de fa més de 10.000 milions dʼanys del disc de la nostra galàxia, que no és més que la banda lluminosa que observem al cel en una nit fosca i sense contaminació lumínica». Com en molts altres camps de la recerca avui en dia, aquesta descoberta ha estat possible pel fet que hem pogut combinar una gran quantitat de dades dʼuna precisió sense precedents amb la disponibilitat dʼun nombre molt elevat dʼhores de computació a les instal·lacions informàtiques del Centre de Serveis Científics i Acadèmics de Catalunya (CSUC) en el marc del projecte GENIUS, finançat pel 7è Programa marc de la UE.

Els models cosmològics prediuen que la nostra galàxia hauria anat creixent per la fusió amb altres galàxies, un fet que altres treballs amb dades de Gaia ja han demostrat. Una dʼaquestes fusions podria ser la causant del fort brot de formació estel·lar detectat en aquest treball. «De fet, el pic de formació estel·lar observat és tan evident —a diferència del que predèiem abans de disposar de les dades de Gaia— que ens han semblat necessari recórrer a experts en lʼevolució cosmològica de galàxies externes per fer-ne la interpretació», explica Francesca Figueras, professora del Departament de Física Quàntica i Astrofísica de la UB, membre de lʼICCUB i signant de lʼarticle. 

Segons Santi Roca-Fàbrega, investigador de la Universitat Complutense de Madrid especialista en simulacions de galàxies similars a la Via Làctia i també signant de lʼarticle, els resultats obtinguts són del tot compatibles amb el que prediuen els models cosmològics actuals. És més, assegura: «La nostra galàxia, als ulls de Gaia, esdevé un laboratori cosmològic excel·lent on podem testar i confrontar els models de lʼUnivers a més gran escala que estem desenvolupant».

La missió Gaia sʼamplia fins al 2020

Aquest treball ha estat realitzat amb les dades del segon catàleg de la missió Gaia, que es va publicar ara fa tot just un any, el 25 dʼabril del 2018. Xavier Luri, director de lʼICCUB i també signant de lʼarticle, remarca que «el paper dels científics i enginyers de la UB ha estat cabdal perquè la comunitat científica pugui gaudir de lʼexcel·lent qualitat de les dades del catàleg de Gaia».

Més de 400 científics i enginyers de tot Europa formen part del consorci encarregat de la preparació i validació dʼaquestes dades. «La seva feina col·lectiva ha proporcionat a la comunitat científica internacional un catàleg que està obligant a replantejar molts dels escenaris existents sobre lʼorigen i evolució de la nostra galàxia», apunta Luri.

Només en un any, més de 1.200 articles en revistes amb revisió dʼexperts mostren lʼabans i el després de Gaia en pràcticament tots els camps de lʼastrofísica, des de la recent detecció de nous cúmuls estel·lars i nous asteroides, fins a la confirmació de lʼorigen extragalàctic dʼestrelles de la nostra galàxia, passant pel càlcul de la massa de la Via Làctia o el descobriment que indica que els romanents estel·lars, anomenats nanes blanques, acaben solidificant-se lentament.

«El satèl·lit segueix operant de manera òptima i aquest mes de juliol es completen els cinc anys nominals dʼoperació científica», recorda Carme Jordi, investigadora de la UB i membre del Gaia Science Team, l'òrgan científic assessor de l'ESA per a aquesta missió. LʼESA ja ha aprovat lʼextensió de la missió fins a finals del 2020 —un any més del que estava previst—, i els equips dʼenginyeria estimen que queda combustible per continuar operant fins al 2024. «Sens dubte, amb aquesta missió sʼha assolit un repte tecnològic sense precedents en les missions espacials de tots els temps», conclou Carme Jordi.
 
Referència de lʼarticle
R. Mor, A. C. Robin, F. Figueras, S. Roca-Fàbrega i X. Luri. «Gaia DR2 reveals a star formation burst in the disc 2-3 Gyr ago». Astronomy and Astrophysics, vol 624, abril de 2019. DOI: 10.1051/0004-6361/201935105