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| Antigua galaxia enana reconstruida con el ordenador voluntario MilkyWay@home. Crédito de la imagen: Rensselaer Polytechnic Institute. |
Utilizando el superordenador distribuido MilkyWay@home de 1,5 PetaFLOPS, los astrónomos han calculado la masa y el tamaño originales de una galaxia enana que fue destrozada en una colisión con nuestra propia Vía Láctea hace varios miles de millones de años.
Se sabe que unas cuantas docenas de galaxias enanas orbitan alrededor de nuestra Vía Láctea.
En el transcurso de miles de millones de años, estas galaxias enanas se desintegran marealmente y se extienden alrededor de la Vía Láctea en corrientes de marea.
Por tanto, las posiciones y velocidades de las estrellas que componen estas corrientes llevan información sobre el campo gravitatorio de la Vía Láctea.
Así, las galaxias enanas actúan como sondas gravitacionales para determinar la distribución de la masa gravitatoria en la Vía Láctea.
En 2006, dos equipos de astrónomos descubrieron de forma independiente una nueva corriente estelar mientras examinaban la de Sagitario. Debido a la falta de un progenitor visible, la corriente recibió el nombre de Corriente Huérfana.
Más tarde, la parte sur de la corriente recibió el nombre de Chenab, antes de que se descubriera que ambas partes de la corriente -conocida ahora como Corriente Huérfana-Chenab- eran el resultado de la disrupción por mareas de la misma galaxia enana.
"Hemos realizado simulaciones que toman esta gran corriente de estrellas, la retroceden un par de miles de millones de años y ven cómo era antes de caer en la Vía Láctea", dijo la profesora Heidi Newberg, astrónoma del Instituto Politécnico Rensselaer.
"Ahora tenemos una medición a partir de los datos, y es el primer gran paso hacia el uso de la información para encontrar materia oscura en la Vía Láctea".
Para sondear la estructura interna de la galaxia enana progenitora de la Corriente Huérfana-Chenab, el profesor Newberg y sus colegas utilizaron el superordenador distribuido MilkyWay@home, una colección de aproximadamente 26.000 ordenadores voluntarios conectados por la Infraestructura Abierta de Berkeley para la Computación en Red, que opera con 1,5 PetaFLOPS de potencia de cálculo combinada.
"Es un problema enorme, y lo resolvemos ejecutando decenas de miles de simulaciones diferentes hasta que conseguimos una que realmente coincida", dijo el profesor Newberg.
"Y eso requiere mucha potencia de cálculo, que obtenemos con la ayuda de voluntarios de todo el mundo que forman parte de MilkyWay@home".
"Lo estamos forzando de forma bruta, pero dado lo complicado que es el problema, creo que este método tiene mucho mérito".
Los astrónomos estiman que la masa total de la galaxia enana progenitora cuyas estrellas forman hoy la Corriente Huérfana-Chenab es de 2*107 veces la masa de nuestro Sol.
Sin embargo, se estima que sólo un poco más del 1% de esa masa está formada por materia ordinaria como las estrellas.
Se supone que el resto es materia oscura que ejerce fuerza gravitatoria, pero que no podemos ver porque no absorbe ni emite luz.
"Las estrellas de la corriente de marea son las únicas estrellas de nuestra Galaxia de las que es posible conocer su posición en el pasado", dijo el profesor Newberg.
"Al observar las velocidades actuales de las estrellas a lo largo de una corriente de marea, y sabiendo que todas ellas solían estar más o menos en el mismo lugar y se movían a la misma velocidad, podemos calcular cuánto cambia la gravedad a lo largo de esa corriente. Y eso nos dirá dónde está la materia oscura en la Vía Láctea".
El equipo también descubrió que el progenitor de la corriente Huérfano-Chenab tiene menos masa que las galaxias medidas en las afueras de la Vía Láctea en la actualidad.
"La masa progenitora medida está en el extremo inferior de las mediciones anteriores y, si se confirma, reduce el rango de masas de las galaxias enanas ultra tenues", señalan los autores.
"Nuestra optimización asume un potencial fijo de la Vía Láctea, la órbita de la corriente de Orphan-Chenab y el perfil radial para el progenitor, ignorando el impacto de la Gran Nube de Magallanes".
Fuentes, créditos y referencias:
Eric J. Mendelsohn, Heidi Jo Newberg, Siddhartha Shelton, Lawrence M. Widrow, Jeffery M. Thompson, Carl J. Grillmair. Estimate of the Mass and Radial Profile of the Orphan–Chenab Stream's Dwarf-galaxy Progenitor Using MilkyWay@home. The Astrophysical Journal, 2022; 926 (2): 106 DOI: 10.3847/1538-4357/ac498a
Fuentes: Instituto Politécnico Rensselaer, SciNews