¿Es el brazo espiral de la Gran Nube de Magallanes una estructura estable?

Izquierda: Imagen a color de la Gran Nube de Magallanes, obtenida directamente de los datos de SMASH. Derecha: Distribución espacial de la fracción de masa estelar de estrellas más jóvenes (arriba) y más viejas (abajo) de 2000 millones de años.
Fecha de publicación
Autores
Tomas
Ruiz Lara
Carmen
Gallart Gallart
Matteo
Monelli
et al.
Referencias

Algunas galaxias en el Universo nos muestran unas bellas estructuras que denominamos "brazos espirales". Sin embargo, no todas las galaxias poseen la misma morfología. Entre la variedad de casos que encontramos podemos destacar la Gran Nube de Magallanes (LMC). La LMC es el prototipo de toda una familia de galaxias, las espirales magallánicas, caracterizadas por la presencia de una estructura en forma de barra en su centro y un único brazo espiral. Estos patrones espirales se pueden formar tras colisiones entre galaxias, concentrándose la posterior formación estelar en dichas zonas. Pese a este conocimiento, aún estamos lejos de tener una teoría global que explique los brazos espirales. ¿Cómo se forman exactamente? ¿Son estructuras estables o se forman y destruyen periódicamente? El nivel de detalle que podemos alcanzar en la LMC, el sistema espiral más cercano a la Tierra, puede jugar a nuestro favor para responder a estas preguntas. En este trabajo hemos estudiado la historia de formación estelar de la LMC, comparando los diagramas color-magnitud observados por medio del proyecto SMASH con sofisticados modelos de poblaciones estelares. Como resultado, hemos sido capaces de cartografiar la localización de estrellas de diferentes edades dentro de la LMC y hemos encontrado que las estrellas más jóvenes de 2000 millones de años se acumulan en la parte norte de esta galaxia, formando el brazo espiral. Teniendo en cuenta que la formación estelar tiende a concentrarse en estas zonas, este resultado podría no parecer sorprendente. Sin embargo, debemos tener en cuenta que la LMC es un sistema dinámico, cuyas estrellas se encuentran en constante movimiento. En términos generales, una estrella completa una órbita alrededor del centro de la LMC en ~200 millones de años, por lo que en un par de veces ese tiempo todo debería estar mezclado. Sin embargo, la coherencia espacial encontrada para estrellas más jóvenes de 2000 millones de años es una evidencia clara de que esta estructura ha sobrevivido los últimos 2000 millones de años. En otras palabras, el brazo espiral de la LMC es una estructura duradera y estable. Pero, ¿Qué pasó hace 2000 millones de años que espoleó la formación de este brazo espiral? Son varios los trabajos que proponen interacciones entre la LMC y su compañera, la Nube Pequeña de Magallanes (SMC), para explicar estructuras a gran escala presentes en el sistema Magallánico. En particular, simulaciones numéricas recientes proponen que ambas nubes empezaron a interaccionar de manera recurrente hace unos 2700 millones de años. Todo esto apunta a un escenario claro: hace unos 2000-3000 millones de años se produjo una interacción cercana entre las nubes de Magallanes que desencadenó la formación de una estructura dinámica estable, el brazo espiral de la LMC. Esta estructura ha sido capaz de sobrevivir formando estrellas de manera continuada hasta nuestros días.