Resulta tentador imaginar el centro de la Vía Láctea como algo que siempre estuvo ahí: Sagitario A* en medio, miles de millones de estrellas alrededor, un disco nuclear y una gigantesca barra atravesando la región interior de la galaxia.
La realidad probablemente fue mucho más caótica.
Un equipo internacional ha construido una simulación hidrodinámica de alta resolución de una galaxia con una masa similar a la Vía Láctea y la ha dejado evolucionar durante 4.000 millones de años. Lo interesante no es únicamente lo que apareció al final, sino que algunas de las estructuras que reconocemos en nuestra propia galaxia surgieron sin imponerlas artificialmente desde el comienzo.
La simulación forma parte del proyecto SMUGGLE-Ring y acaba de ser actualizada como prepublicación en arXiv. En aproximadamente el primer millardo de años apareció espontáneamente una barra estelar. Después siguió creciendo hasta alcanzar unos cinco kilopársecs, cerca de 16.000 años luz, una escala comparable a la barra de nuestra propia galaxia.
Entonces empezó lo realmente interesante.
La barra se convirtió en una cinta transportadora de dimensiones galácticas
Una barra galáctica no es simplemente una fila de estrellas atravesando elegantemente el centro. Su gravedad altera las órbitas del material del disco y puede hacer que el gas pierda momento angular y avance hacia las regiones interiores. En la simulación, eso es precisamente lo que ocurrió: conforme la barra se volvió más larga y fuerte, mantuvo un flujo persistente de gas desde el disco exterior hasta el kilopársec central.
Ese suministro permitió que comenzara a aparecer un disco de gas nuclear poco después de formarse la barra. Hacia los 1.500 millones de años, después de varias perturbaciones, la estructura ya se había estabilizado lo suficiente para mantener formación estelar.
De ese material fueron emergiendo dos componentes que los astrónomos observan también en los centros galácticos: un disco estelar nuclear, sostenido principalmente por su rotación, y un cúmulo estelar nuclear, mucho más compacto y dominado por movimientos desordenados de estrellas.
Lo llamativo es que, aunque a simple vista puedan parecer dos estructuras independientes, la simulación muestra que sus historias pueden estar íntimamente conectadas. Ambas aumentaron su masa y atravesaron episodios de formación estelar parecidos durante buena parte de la evolución.
Las estrellas empezaron a explotar y, en lugar de detener el proceso, empujaron más gas hacia el centro
Aquí aparece una de las paradojas más interesantes del modelo. Las nuevas estrellas no se limitan a quedarse donde nacen. Las más masivas producen radiación, vientos estelares y finalmente supernovas, inyectando enormes cantidades de energía en el gas circundante.
Ese proceso, conocido como retroalimentación estelar, puede vaciar regiones completas y frenar temporalmente la formación de nuevas estrellas. Pero en la simulación tuvo además otro efecto: los choques modificaron el momento angular del gas y empujaron parte del material desde los bordes del disco nuclear todavía más cerca del centro.
El equipo observó episodios claros aproximadamente a los 1.600, 2.800 y 3.500 millones de años. Aparecían cavidades en las zonas exteriores del gas y, simultáneamente, aumentaba la masa acumulada en los 100 pársecs centrales. Cada una de esas perturbaciones podía desencadenar nuevos picos de formación estelar.
El disco tampoco crecía simplemente aumentando de tamaño de manera uniforme. Las generaciones más jóvenes de estrellas tendían a aparecer en su borde exterior. Con el paso del tiempo ese borde iba desplazándose hacia fuera, de manera que el disco nuclear se construía desde dentro hacia fuera, mientras el cúmulo central permanecía mucho más compacto.
Es casi una obra que nunca termina: la barra entrega material, nacen estrellas, esas estrellas alteran el gas y una parte vuelve a caer hacia regiones todavía más profundas.
Y entonces un cúmulo de 30 millones de soles cayó directamente al centro
La evolución tranquila tuvo una excepción espectacular. La simulación generó unos 200 cúmulos estelares con masas superiores a 100.000 soles. Uno de ellos creció hasta alcanzar aproximadamente 30 millones de masas solares y quedó atrapado gravitatoriamente por la barra.
Poco a poco fue perdiendo energía orbital mediante fricción dinámica. Atravesó el disco nuclear, dio varias vueltas por su interior y, hacia los 2.100 millones de años, acabó fusionándose con el cúmulo estelar central. Su llegada produjo un salto repentino en la masa y el tamaño de esa región.
Eso aporta una pista especialmente interesante sobre cómo podrían construirse los núcleos galácticos reales: no necesariamente mediante un único mecanismo. Parte de sus estrellas puede nacer allí mismo a partir del gas canalizado por la barra y otra parte puede llegar desde fuera dentro de cúmulos que terminan hundiéndose hacia el centro.
La simulación no es una grabación del pasado de nuestra galaxia ni demuestra que la Vía Láctea evolucionara exactamente así. De hecho, el disco nuclear virtual terminó siendo mayor que el observado en nuestra galaxia, algo que lleva a los autores a sugerir que la Vía Láctea podría tener un bulbo clásico menos masivo que el utilizado en su modelo y quizá una barra relativamente más joven.
Pero ahí está precisamente el valor del experimento. Durante miles de millones de años, una galaxia aparentemente puede construir algunas de sus estructuras más complejas sin necesitar un acontecimiento extraordinario que las cree de golpe. Basta con una barra que mueva gas, estrellas que nazcan y exploten, y cúmulos que lentamente pierdan su órbita hasta caer al corazón de la galaxia.
El centro de la Vía Láctea puede parecernos hoy una estructura terminada. Esta simulación plantea algo mucho más interesante: quizá sea simplemente la fotografía actual de una máquina que lleva miles de millones de años montándose a sí misma.
