¿Qué ocurriría si los científicos construyeran una galaxia virtual con una masa semejante a la Vía Láctea, establecieran las leyes físicas que gobiernan su funcionamiento y la dejaran evolucionar durante miles de millones de años? Un equipo internacional decidió comprobarlo y obtuvo un resultado extraordinario: sin imponer artificialmente las estructuras centrales que buscaban estudiar, la propia simulación comenzó a desarrollar algunas de ellas.
El experimento forma parte del proyecto SMUGGLE-Ring y aparece en un estudio publicado en Astronomy & Astrophysics. Durante 4.000 millones de años simulados, los investigadores observaron cómo una barra de estrellas canalizaba enormes cantidades de gas hacia el centro, alimentando la formación de nuevas estrellas y dando lugar a dos estructuras que también existen en nuestra galaxia. El hallazgo ofrece una explicación sobre cómo pudo construirse el corazón de la Vía Láctea mediante procesos internos, sin necesitar una gran colisión galáctica para desencadenar cada etapa.
Una galaxia virtual comenzó a construir su propio centro sin que nadie le indicara cómo hacerlo
Para realizar el experimento, los investigadores utilizaron un modelo hidrodinámico de alta resolución que incluía un disco de estrellas, otro de gas, un bulbo central y un halo de materia oscura. El sistema reproducía la masa aproximada de una galaxia como la nuestra y podía simular procesos como la formación estelar, el movimiento del gas y la energía liberada por las estrellas masivas.
La clave estaba en permitir que esas interacciones evolucionaran bajo las leyes físicas incorporadas al programa, en lugar de introducir manualmente las estructuras que pretendían estudiar. Aproximadamente 1.000 millones de años después del inicio, apareció una barra estelar: una concentración alargada de estrellas que atravesaba la región central de la galaxia.
Con el paso del tiempo, aquella barra fue creciendo hasta alcanzar unos cinco kilopársecs de longitud, aproximadamente 16.300 años luz. Su gravedad alteró las órbitas del gas del disco y comenzó a transportarlo hacia las regiones interiores, funcionando como una especie de cinta transportadora cósmica.
Cuando ese gas se acumuló en el centro, pudo enfriarse y formar nuevas estrellas. Así surgió un disco nuclear de gas y estrellas que, alrededor de los 1.500 millones de años simulados, ya sostenía actividad de formación estelar. El modelo permitió observar cómo el disco nuclear crecía desde las regiones interiores hacia afuera, un comportamiento compatible con distintas observaciones astronómicas.
El resultado más sorprendente fue que dos estructuras diferentes evolucionaron juntas
La simulación permitió distinguir dos componentes fundamentales. El primero era el disco estelar nuclear, una estructura de estrellas que orbitaban ordenadamente alrededor del centro. El segundo era el cúmulo estelar nuclear, una concentración mucho más compacta de estrellas con movimientos menos organizados.
Ambos crecieron de manera relacionada gracias a un mecanismo de retroalimentación: cuando las estrellas masivas expulsaban energía y material al morir, provocaban perturbaciones en el gas circundante. Estas alteraciones contribuían a regular el tamaño del disco gaseoso y a transportar material hacia las regiones centrales, donde podía continuar la formación de estrellas.
Pero hubo un acontecimiento que modificó ese equilibrio. A los 2.100 millones de años simulados, un enorme cúmulo de aproximadamente 30 millones de masas solares terminó fusionándose con el cúmulo nuclear. El episodio incrementó repentinamente su masa y tamaño, demostrando que el crecimiento del centro galáctico también podía depender de la llegada de estructuras estelares completas.
El resultado no significa que los investigadores hayan reconstruido exactamente el pasado de nuestra galaxia. De hecho, el disco nuclear de la simulación terminó siendo más extenso que el observado en la Vía Láctea, lo que podría indicar diferencias en la masa del bulbo central o en la edad de la barra galáctica. El modelo tampoco incorporaba todos los procesos posibles, como la llegada de gas desde el exterior.
Sin embargo, la investigación muestra cómo una galaxia puede construir buena parte de su propia arquitectura interna mediante la interacción continua entre gravedad, gas y formación estelar. El centro de la Vía Láctea no tendría por qué ser el resultado de un único acontecimiento extraordinario, sino de miles de millones de años de evolución en los que cada nueva estructura terminó modificando el destino de las demás.
