Gaia comienza a cartografiar la barra central de la Vía Láctea

El mapa de colores, superpuesto a una recreación artística de la Galaxia, muestra la distribución de 150 millones de estrellas en la Vía Láctea, examinadas mediante datos del segundo catálogo de Gaia en combinación con estudios en el infrarrojo y el óptico. Las tonalidades anaranjadas se han usado para indicar la densidad de las estrellas, muchas de las cuales son gigantes rojas. Mientras que la mayoría de estrellas de la tabla están cerca del Sol (la burbuja anaranjada más grande, abajo), en el área central de la galaxia aparece bien visible una formación alargada llena de estrellas: esta es la indicación geométrica de la barra galáctica, vista por primera vez. Créditos: mapa de datos, ESA/Gaia/DPAC, A. Khalatyan (AIP) y equipo StarHorse; mapa artístico de la galaxia, NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

La combinación de datos de la misión Gaia (Agencia Espacial Europea, ESA) con observaciones complementarias mediante telescopios espaciales y terrestres ha dado lugar a la primera medición directa del grupo de estrellas de la barra central de la Vía Láctea. El estudio, publicado en Astronomy & Astrophysics, lo han dirigido investigadores del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB, IEEC-UB) y del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (Alemania). 

El segundo catálogo de datos del satélite Gaia, publicado en 2018, ha revolucionado muchos campos de la astronomía. Sin precedentes, dicho catálogo contiene datos del brillo y la posición, e indicadores de la distancia y los movimientos en el cielo de más de mil millones de estrellas de la Vía Láctea, con información sobre cuerpos estelares. 

Y eso es solo el principio. El segundo catálogo está basado en los primeros veintidós meses de observaciones de Gaia, pero el satélite ha estado escaneando el cielo durante cinco años, y lo seguirá haciendo hasta 2022. Los futuros catálogos mejorarán las mediciones y proporcionarán información extra que nos ayudará a trazar nuestra galaxia y a estudiar su historia como no se ha hecho antes. 

Ahora, un equipo de astrónomos ha combinado los últimos datos proporcionados por Gaia con observaciones en el óptico y el infrarrojo para mostrar una previa de los resultados que podrá revelar el satélite de la ESA. 

«Hemos observado especialmente dos de los parámetros estelares en los datos de Gaia: la temperatura superficial de las estrellas y la “extinción”, básicamente una medida de cuánta polvo hay entre nosotros y las estrellas, que oscurece su luz y las muestra más rojas», explica Friedrich Anders, miembro del ICCUB y uno de los autores del estudio que ha liderado la investigación. «Estos dos parámetros están interconectados, pero podemos hacer una estimación individual de ambos si añadimos información extra obtenida con la combinación de los datos del polvo y las observaciones del infrarrojo», continúa el experto. 

El equipo combinó los datos del segundo catálogo de datos de Gaia con varios estudios en el infrarrojo mediante un código informático llamado StarHorse, elaborado por Anna Queiroz, coautora del estudio, y otros colaboradores. Este código compara las observaciones con modelos estelares para determinar la temperatura superficial de las estrellas, la extinción y una estimación de la distancia. 

Los astrónomos han obtenido cálculos más precisos de las distancias de 150 millones de estrellas (en algunos casos, la mejora es de un 20 % o más). Ello les ha ayudado a estudiar la distribución de estrellas en la Vía Láctea a grandes distancias, mejor de lo que puede hacerse solo con los datos de Gaia. 

«Con el segundo catálogo de Gaia examinamos un radio de unos 6.500 años luz alrededor del Sol, pero con el que publicamos ahora podemos ampliar al triple esa esfera Gaia, y llegar al centro de la Vía Láctea», explica Cristina Chiappini, del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, donde se ha coordinado el proyecto. 

En el centro de la galaxia, los datos revelan claramente una característica estructura alargada en la distribución tridimensional de las estrellas: la barra galáctica. 

«Sabemos que la Vía Láctea tiene una barra, como la tienen otras galaxias espirales, pero hasta ahora solo teníamos indicaciones indirectas, a partir de los movimientos de las estrellas y el gas, o por el conteo de estrellas en el infrarrojo. Esta es la primera vez que vemos la barra en el espacio tridimensional, basándonos en mediciones geométricas de distancias estelares», destaca Friedrich Anders. 

«En definitiva, nos interesa la arqueología galáctica: queremos reconstruir cómo se formó y evolucionó la Vía Láctea, y para ello, debemos entender la historia de cada uno de sus componentes», añade Cristina Chiappini. «Todavía no se sabe cómo se formó esta barra —una gran cantidad de estrellas y gas rotando alrededor del centro de la galaxia—, pero con Gaia y otros estudios que se deben llevar a cabo durante los próximos años, creemos que vamos por el buen camino para averiguarlo», prevé la investigadora. 

El equipo espera el próximo catálogo de datos del Experimento de la evolución de la galaxia del Observatorio de Apache Point (APOGEE-2), y nuevos equipamientos como el telescopio espectroscópico de 4 metros (4MOST) en el Observatorio Europeo Austral en Chile (ESO Chile), y el espectógrafo WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer), con el Telescopio William Herschel (WHT) en la Palma (Canarias). 

El tercer catálogo de Gaia, previsto para 2021, incluirá indicadores de distancia mucho mejores y de un mayor número de estrellas, lo que favorecerá la comprensión de esta compleja región situada en el centro de la Vía Láctea. 

Con este estudio, tenemos un adelanto de las mejoras que se pueden esperar de nuestro conocimiento de la Vía Láctea a partir de las medidas del tercer catálogo de datos de Gaia», explica Anthony Brown, de la Universidad de Leiden (Holanda), y coordinador del Consorcio del Procesamiento de Datos. 

«Estamos mostrando características de la Vía Láctea que no se podrían ver de otro modo: este es el poder de Gaia, que aún va más allá cuando se combina con estudios complementarios», concluye Timo Prust, jefe científico del proyecto Gaia en la ESA. 

Sobrevuelo alrededor de la distribución de densidad de StarHorse Gaia DR2 de las estrellas de la Vía Láctea de Friedrich Anders en Vimeo.

Referencia del artículo:

F. Anders, A. Khalatyan, C. Chiappini, A. B. Queiroz, B. X. Santiago, C. Jordi, L. Girardi, A. G. A. Brown, G. Matijevič, G. Monari, T. Cantat-Gaudin, M. Weiler, S. Khan, A. Miglio, I. Carrillo, M. Romero-Gómez, I. Minchev, R. S. de Jong, T. Antoja, P. Ramos, M. Steinmetz, H. Enk. «Photo-astrometric distances, extinctions, and astrophysical parameters for Gaia DR2 stars brighter than G=18». Astronomy & Astrophysics, juliol de 2019. 

Fuente: Universidad de Barcelona,