Vida y muerte de un héroe …o lo que podemos aprender de modelar la galaxia enana esferoidal Hércules

Estas galaxias débiles, fueron detectadas por primera vez en 2007, por el grupo de Vasily Belokurov y colaboradores en Cambridge, mediante el análisis de los datos del catálogo de estrellas de la Sloan Digital Sky Survey, que contiene la información de alrededor de 60 millones de estrellas en el hemisferio norte.
En su paper ‘Gatos y perros, un pelo y un héroe’ describen la detección de 5 de estas galaxias enanas ultra-débiles en la proximidades de la Vía Láctea y las nombraron según las constelaciones donde fueron encontradas: Leo IV (y un león no es más que un gran gato), Canes Venatici II (los perros de caza de Bootes el pastor), Coma Berenice (el pelo de Berenice II, reina de Egipto) y, finalmente, el bien conocido Héroe griego: Hércules

En los años que siguieron, otros grupos de observación determinaron las propiedades intrínsecas de la galaxia enana Hércules. Precisaron su luminosidad total (que mide cuántas estrellas tiene esta galaxia), su brillo central y determinaron su forma muy alargada. Otros determinaron la dispersión de velocidad interna (lo rápido que se mueven las estrellas dentro de la galaxia Hércules) y encontraron que la galaxia puede tener un gradiente de la velocidad radial a lo largo de su alargamiento. Si este gradiente se debe a las interacciones de marea con la Vía Láctea (Es decir, la fuerza de gravedad de la V.L. que está tirando de la galaxia enana) los astrónomos podrían determinar una órbita probable de Hércules.

Fue así como un grupo de investigadores de la Universidad de Concepción, encabezado por el Dr. Fellhauer continúa el estudio de estas particulares galaxias enanas vecinas a nuestra Vía Láctea, pero su evolución arroja misteriosos resultados “En nuestro estudio utilizamos una órbita determinada anteriormente y tratamos de encontrar un posible precursor de Hércules; el cómo surgió la galaxia en el pasado. Para ello, usamos un posible modelo precursor en la posición que Hércules estuvo en el pasado, y luego usamos simulaciones numéricas para seguir su evolución desde el pasado lejano (diez mil millones de años) hasta la actualidad. Podríamos encontrar a un posible precursor de Hércules una vez que el resto de la galaxia hoy, presenta los mismos datos como las observaciones. ” indica el Dr. Fellhauer.

En la búsqueda de la mejor combinación de los datos, los investigadores se encontraron con un grave problema. “Hércules” tiene una forma muy larga y delgada y no hubo éxito al hacer coincidir este fuerte alargamiento al mismo tiempo que la orientación angular en el cielo. “Si nuestros modelos están más destruidos por las fuerzas gravitacionales de la Vía Láctea, éstos se vuelven más alargados (a lo largo de la órbita, es decir, con la orientación angular correcta). Pero esta tendencia sólo se sostiene hasta un punto donde los restos más destruidos vuelven su orientación angular para ser casi perpendicular a la orientación de la órbita. Sólo entonces se llega a la elongación correcta” complementa el Dr. Fellhauer

La razón de este “giro” o cambio tan drástico puede ser explicado por la teoría de cómo se producen estas elongaciones destructivas (llamadas colas de marea). En cada paso del punto más cercano (con respecto al centro de la Vía láctea) de la órbita de una galaxia enana, el satélite perderá estrellas debido a la atracción gravitatoria de la nuestra galaxia. Estas estrellas escapan a lo largo de una línea orientada hacia y desde el centro de la Vía Láctea. Sólo con el tiempo, la próxima vez que el satélite alcanza su mayor distancia a la V.L., estas colas se alinean a lo largo de la trayectoria orbital. “En nuestro caso, Hércules ya había tenido varios pasajes más cercanos y, sin embargo, no ha completado el siguiente paso por el punto más lejano. Por lo tanto, se ve algo, que denominaron el ‘efecto X-Wing’ (en referencia a las naves de la película “Star Wars.”)

“Al igual que las naves de combate rebelde de Star Wars, cuatro ‘alas’ emergen desde el Hércules – dos colas “antiguas” y dos “nuevas”. Las dos colas nuevas aún no han tenido la oportunidad de alinearse completamente con las mayores. Normalmente, las colas “antiguas” son más brillantes que las “nuevas” y vemos un alargamiento de Hércules a lo largo de su órbita. Sin embargo, en las etapas finales de la destrucción, es decir, la destrucción que necesitamos para explicar el alargamiento, las colas “nuevas” de nuestros modelos serán más brillantes que las “antiguas”, provocando el giro en la orientación visible.” indica Fellhauer.

La no coincidencia entre el alargamiento y la orientación al mismo tiempo, sólo se puede explicar por estas 3 posibilidades:

(1) La órbita, la cual fue determinada para Hércules, es errónea.

(2) El alargamiento medido es erróneo.

(3) El alargamiento y el gradiente de las velocidades no es debido a

las fuerzas de la Vía Láctea. Son propiedades intrínsecas de una galaxia enana

que está fuertemente protegida por un halo de materia oscura.

Si la tercera posibilidad es la correcta, entonces no existe ninguna posibilidad de deducir la órbita de Hércules. Su trayectoria orbital puede orientarse en cualquier dirección posible. Sin embargo, el grupo de astronomía teórica de la universidad de Concepción, también ha encontrado modelos adecuados en este escenario con lo que todavía se puede tener una idea acerca de cómo era nuestro héroe en sus comienzos.

*Este artículo se basa en una publicación referada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: ‘Life and death of a hero – Lessons learned from modeling the dwarf spheroidal Hercules: an incorrect orbit?’ por M. Blaña, M. Fellhauer, R.Smith, G.N. Candlish, R. Cohen y J. P. Farias.