Nuestra galaxia habría comenzado su historia de una forma mucho más fragmentada que su disco actual.
Un equipo de investigadores dirigido por Harley Katz utilizó los datos del proyecto MEGATRON, una simulación cosmológica, para seguir una región destinada a formar una galaxia comparable a la Vía Láctea. El cálculo comienza unos 180 millones de años después del Big Bang y sigue cerca de dos mil millones de años de evolución.
Vista artística de la Vía Láctea que muestra su disco y su barra central.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt — dominio público.
El modelo hace evolucionar la gravedad, el gas, la radiación y la química según las leyes físicas adoptadas. Después, los investigadores comprueban si el resultado se parece a las galaxias observadas realmente.
Al principio, la región simulada reúne miles de pequeños sistemas galácticos. Algunos fabrican estrellas rápidamente, otros tienen muy pocas y algunos están compuestos sobre todo de gas.
Con el tiempo, estos pequeños sistemas se acercan y se fusionan. Una galaxia mucho más masiva va tomando forma. Hace unos 12.000 millones de años, el modelo ya puede mostrar un disco en rotación, a pesar de las colisiones todavía frecuentes entre galaxias.
MEGATRON también predice objetos sorprendentes: galaxias sin estrellas visibles que, aun así, pueden emitir luz. Su gas puede brillar después de la desaparición de estrellas antiguas, o incluso antes de que se haya formado una población estelar duradera.
El modelo calcula directamente cómo se verían estas galaxias jóvenes observadas por telescopios como Hubble o James Webb. El estudio principal reúne más de 175.000 espectros simulados. Un espectro distribuye la luz según su longitud de onda y proporciona información sobre el gas y las estrellas.
Estos resultados siguen siendo los de un modelo, no una prueba de que nuestra galaxia haya seguido exactamente esta historia. Algunas hipótesis sobre las estrellas y su producción de elementos todavía limitan los cálculos. Precisamente, la comparación con las observaciones podría permitir detectar lo que falta.
El proyecto MEGATRON continuará hasta 2030. Está previsto que una nueva generación de simulaciones utilice 40 millones de horas de cálculo en superordenadores británicos. Esto servirá para aumentar la precisión y comparar mejor estos escenarios con los datos de James Webb y con las estrellas antiguas de nuestro vecindario.