El Hubble ve una fusión épica de tres galaxias

¿Cuándo son 50.000 años luz sólo una pequeña distancia? Cuando tres galaxias están tan cerca una de la otra. En ese rango, están interactuando ferozmente.

En el caso de las tres galaxias denominadas SDSSCGB 10189, están separadas por 50.000 años luz y se acercan cada vez más a medida que se fusionan en una sola galaxia masiva.

Las fusiones de galaxias no son exóticas. El Hubble ha captado muchas galaxias en el acto de fusión. Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, está en el juego, ya que absorbe lentamente las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña. Otra de nuestras vecinas, la galaxia esferoidal enana de Sagitario (SDSG), también está en proceso de fusión y ha atravesado el disco de la Vía Láctea varias veces, perdiendo masa cada vez.

_{Esta imagen basada en datos de Gaia muestra el disco de la Vía Láctea y la ubicación de la Galaxia Enana de Sagitario y las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña. Los tres se están fusionando lentamente con la Vía Láctea. Crédito de imagen: por ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 igo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=77752828}

Si bien todas esas son técnicamente fusiones, en realidad son más como absorciones ya que la Vía Láctea es mucho más masiva que las Nubes de Magallanes y el SDSG. Incluso después de que la Vía Láctea haya consumido los tres, nuestra galaxia seguirá teniendo el mismo aspecto.

Las cosas se desarrollan de manera diferente cuando chocan tres galaxias masivas, como en la imagen del Hubble. Después de fusionarse, serán una sola galaxia masiva, probablemente una elíptica. Pero mientras se fusionan, causarán una carnicería gravitatoria entre sí, lanzando colas de gas hacia el espacio y desencadenando una formación estelar generalizada.

Los astrónomos investigan las fusiones de galaxias porque juegan un papel clave en el Universo. El Universo moderno contiene una gran cantidad de galaxias enormes, pero los científicos creen que solo crecieron tanto a través de fusiones. (Aunque los resultados recientes del JWST sugieren que hubo algunas galaxias masivas en los primeros cientos de millones de años del Universo).

El Hubble ha detectado muchas fusiones entre dos galaxias masivas. El siguiente montaje de imagen es de la sonda de imágenes Hubble de entornos y cúmulos extremos (HiPEEC), un estudio que investiga la formación de cúmulos estelares en los entornos extremos de seis galaxias en fusión. Estas imágenes muestran pares de galaxias fusionándose.

_{El Hubble ha fotografiado muchas galaxias en fusión a lo largo de los años. Las fusiones de galaxias son eventos espectaculares que desencadenan una abundante formación estelar. Arriba a la izquierda: NGC 3256 Crédito: ESA/Hubble, NASA Arriba en medio: NGC 1614 Crédito: NASA, ESA, el Equipo del Patrimonio del Hubble (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration y A. Evans (Universidad de Virginia, Charlottesville/NRAO/ Stony Brook University) Arriba a la derecha: NGC 4194, también conocida como la fusión de Medusa. Crédito: ESA/Hubble y NASA, A. Adamo Abajo a la izquierda: NGC 3690 consta de un par de galaxias, denominadas IC 694 y NGC 3690, que pasaron cerca hace unos 700 millones de años. Centro inferior: NGC 6052 Crédito de la imagen: ESA/Hubble y NASA, A. Adamo et al. Abajo a la derecha: NGC 34 Crédito de la imagen: ESA/Hubble y NASA, A. Adamo et al.}

Las fusiones de triples galaxias son raras, pero Hubble aún ha detectado algunas. En febrero de 2022, el equipo del Hubble publicó una imagen de IC 2431, otro trío distante de galaxias en fusión a unos 682 millones de años luz de distancia. El centro de la imagen está oscurecido por el polvo, pero las tres galaxias aún son claramente visibles mientras interactúan gravitacionalmente entre sí.

_{IC 2431 es otra fusión de triple galaxia a casi 700 millones de años luz de distancia. Las distorsiones de las mareas son obvias en esta imagen, y la fusión también está provocando la formación de estrellas. Crédito de la imagen: ESA/Hubble y NASA, W. Keel, Dark Energy Survey, DOE, FNAL, DECam, CTIO, NOIRLab/NSF/AURA, SDSS}

_{Reconocimiento: J. Schmidt}

La imagen principal es de un esfuerzo por comprender las galaxias más masivas y brillantes del Universo. Se llaman Galaxias de cúmulo más brillantes (BCG) y son las galaxias más brillantes de cualquier cúmulo de galaxias. Algunos BCG son 100 mil millones de veces más masivos que nuestro Sol, y la mayoría de ellos sonelípticos . Los BCG se encuentran en el centro cinemático y geométrico de su grupo anfitrión.

Las fusiones de galaxias reestructurarán nuestro pequeño rincón del Universo durante largos períodos de tiempo. La Vía Láctea está en el Grupo Local de galaxias, junto con otra gran galaxia espiral, Andrómeda. En unos pocos miles de millones de años, el par se fusionará y formará una sola galaxia (¿Milkdromeda?) El Grupo Local también contiene alrededor de 50 galaxias más pequeñas y miles de cúmulos globulares. Está dispuesto en una especie de mancuerna, con la Vía Láctea y sus satélites en un lóbulo y Andrómeda y sus satélites en el otro lóbulo.

_{Esta ilustración muestra el grupo local. La Vía Láctea está en el centro, y Andrómeda (M31) es la galaxia roja arriba ya la izquierda. Eventualmente, los dos se fusionarán, junto con todos sus satélites, en una gigantesca galaxia elíptica. Crédito de imagen: por Antonio Ciccolella – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=50409931}

En unas pocas decenas de miles de millones de años, todos los objetos del Grupo Local se combinarán en una galaxia elíptica gigantesca. Cuando el Hubble detecta fusiones de triple galaxia, son solo instantáneas de este proceso épico de fusión y combinación de materia. ¿Cuando terminará?

Es tentador pensar que la materia seguirá combinándose en aglomeraciones cada vez más masivas. Pero eso no es lo que sucederá. La gravedad es ultrapoderosa, y si se la dejara a su suerte, eventualmente podría reunir toda la materia en una galaxia elíptica supergigantesca y ultraturbomasiva. Pero la gravedad no es ultrapoderosa, y no está sola.

El Universo se está expandiendo, impulsado por la Energía Oscura, el contrapeso de la gravedad. En escalas más pequeñas, la gravedad puede hacer su magia en regiones del Universo que tienen sobredensidades de materia. Estas sobredensidades se remontan al Big Bang. Pero en escalas más grandes, estas sobredensidades son derrotadas por Dark Energy. Mientras la Energía Oscura siga impulsando la expansión del Universo, la gravedad nunca podrá lograr la victoria final. Nunca puede unificar toda la materia.

Nuestro Grupo Local es masivo, pero aún es lo suficientemente pequeño como para pertenecer a una estructura aún más grande llamada Virgo Supercluster . El Universo está lleno de estos supercúmulos que existen en una especie de disposición de filamentos y grupos en forma de red. Son realmente vastos, y el supercúmulo de Virgo abarca unos 110 millones de años luz. A esas grandes distancias, la gravedad se debilita severamente. No tiene poder para remodelar supercúmulos como Virgo.

No termina ahí. Podemos alejarnos aún más y ver que el supercúmulo de Virgo es parte de otra estructura llamada supercúmulo de Laniakea .

_{El supercúmulo de Laniakea con nuestro grupo local (azul) en el centro. Crédito de imagen: por Andrew Z. Colvin – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=71065242}

La expansión continua del Universo es como una línea en la arena para la gravedad. Simplemente no puede superarlo. La estructura a gran escala del Universo muestra por qué.

_{Imagen de la estructura a gran escala del Universo, que muestra filamentos y vacíos dentro de la estructura cósmica. Las distancias son tan grandes que la gravedad no puede unir toda esta materia. Crédito: Proyecto de Simulación del Milenio}

Cuando volvemos a acercarnos a la Vía Láctea, parece pequeña en comparación. Incluso la fusión triple en la imagen principal del Hubble parece pequeña en comparación, y hay cientos de miles de millones de estrellas, tal vez incluso más, involucradas en esa fusión, y quién sabe cuántas decenas o cientos de miles de estrellas más están naciendo como un resultado. Ni siquiera intentes adivinar el número de planetas involucrados y si alguno de ellos podría albergar vida.

_{Eche otro vistazo a estas tres galaxias que se fusionan y considere la vasta escala del Universo. Crédito de la imagen: ESA/Hubble y NASA, M. Sun}

Es muy poco probable que la humanidad esté presente cuando estas tres galaxias finalmente se combinen en una sola galaxia elíptica enorme. Lo mismo ocurre con la fusión de la Vía Láctea y Andrómeda. Es muy poco probable que la Tierra esté aquí, ya que el Sol puede haberla consumido en su fase de gigante roja.

Pero para aquellos de nosotros que estamos vivos ahora y en el futuro cercano, podemos mirar hacia el Universo con nuestros poderosos telescopios espaciales y ver cómo se desarrolla todo.