La historia temprana de nuestra galaxia, la Vía Láctea, engloba la unión de galaxias más pequeñas en estructuras cada vez más grandes, hasta llegar al estado actual. Unos científicos han logrado identificar lo que parece ser dos de los primeros bloques de construcción que aún hoy pueden reconocerse como tales: fragmentos protogalácticos que se fusionaron con una versión primitiva de nuestra Vía Láctea hace entre 12.000 y 13.000 millones de años, al comienzo mismo de la era de formación de galaxias en el universo.

 

Los componentes, que los astrónomos han bautizado como Shakti y Shiva, se identificaron combinando datos del satélite astronómico Gaia de la ESA (Agencia Espacial Europea) con datos del sondeo SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Para los astrónomos, el resultado equivale a encontrar rastros de un asentamiento inicial que creció hasta convertirse en una gran ciudad actual.

 

La investigación es obra de Khyati Malhan y Hans-Walter Rix, del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.

 

Cuando las galaxias chocan y se fusionan, se producen varios procesos en paralelo. Cada galaxia lleva consigo su propia reserva de gas hidrógeno. Al colisionar, esas nubes de gas hidrógeno se desestabilizan y en su interior se forman numerosas estrellas nuevas. Por supuesto, las galaxias entrantes también tienen ya sus propias estrellas, y en una fusión, las estrellas de las galaxias se mezclarán. A largo plazo, habrá por tanto una población de estrellas nacidas en el producto de la fusión y otra u otras nacidas en las antiguas galaxias antes de que se fusionaran.

 

Puede parecer imposible distinguir entre esas poblaciones de estrellas, más allá de sus diferencias de edad. Sin embargo, existen algunas formas de identificar qué estrellas proceden de cada galaxia predecesora.

 

La principal ayuda procede de la física básica. Cuando las galaxias chocan y sus poblaciones estelares se mezclan, la mayoría de las estrellas conservan ciertas propiedades, directamente relacionadas con la velocidad y la dirección de la galaxia en la que se originaron. Las estrellas de una misma galaxia antes de la fusión comparten valores similares tanto para su energía como para lo que los físicos llaman momento angular, el momento asociado al movimiento orbital o rotación. Para las estrellas que se mueven en el campo gravitatorio de una galaxia, tanto la energía como el momento angular se conservan: permanecen invariables a lo largo del tiempo. Si encontramos un gran grupo de estrellas con valores de energía y momento angular similares entre ellas e inusuales con respecto a las demás estrellas, lo más probable es que ese grupo esté en proceso de integración en la galaxia actual como consecuencia de una fusión entre galaxias acaecida tiempo atrás.

 

La composición química es otro indicio que puede ayudar a la identificación del origen. En comparación con las estrellas que se formaron hace mucho tiempo, las que se formaron más recientemente contienen más cantidad de elementos químicos que no son los dos más ligeros (hidrógeno y helio). A todos estos otros elementos químicos, pesados en comparación con los dos citados, los astrónomos los denominan «metales».

 

Cuanto menor es el contenido de metales («metalicidad»), más antigua es presumiblemente la estrella. Cuando se trata de identificar estrellas que ya existían hace 13.000 millones de años, hay que buscar estrellas con muy bajo contenido en metales.

 

Identificar las estrellas que se unieron a nuestra Vía Láctea como partes de otra galaxia solo es sido posible desde hace relativamente poco tiempo. Para ello se necesitan grandes conjuntos de datos de alta calidad, y el análisis implica cribar los datos de forma inteligente para identificar la clase de objetos buscados. Este tipo de datos solo está disponible desde hace unos pocos años. El satélite astronómico Gaia ofrece un conjunto de datos ideal para este tipo de arqueología galáctica de «big data». Lanzado al espacio en 2013, Gaia ha recolectado datos cada vez más precisos a lo largo de la última década, que ahora incluyen posiciones, cambios de posición y distancias de casi 1.500 millones de estrellas de nuestra galaxia.

 

Los autores del nuevo estudio utilizaron datos de Gaia combinados con espectros estelares detallados del SDSS. Estos últimos proporcionan información detallada sobre la composición química de las estrellas. Malhan y Rix observaron que, para un determinado rango de estrellas pobres en metales, las estrellas se agrupaban en torno a dos combinaciones específicas de energía y momento angular.