Un nuevo mapa de la Vía Láctea en tres dimensiones nos muestra que está retorcida

Este diagrama muestra una forma deformada de una galaxia como nuestra Vía Láctea, como lo sugieren las observaciones de estrellas jóvenes variables, llamadas Cefeidas, nuestra propia galaxia. Crédito: J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia.

Desde que Galileo apuntó su telescopio a los cielos y vio la Vía Láctea a principios del siglo XVII descubriendo el hecho de que nuestra galaxia consiste en innumerables estrellas, el estudio de las propiedades y la historia de nuestra galaxia ha absorbido a muchas generaciones de científicos. Ahora, un grupo de astrónomos polacos del Observatorio Astronómico de la Universidad de Varsovia ha presentado un mapa tridimensional único de la Vía Láctea, que proporciona información sobre la estructura y la historia de nuestra galaxia.

Los astrónomos han sido conscientes de la Tierra, el Sol y otros planetas del Sistema Solar, junto con miles de millones de estrellas vistas con telescopios, desde el siglo XVII. Esas estrellas, cuando se observan en buenas condiciones en un lugar sin contaminación lumínica, parecen leche derramada por el cielo y forman la banda de la Vía Láctea.

Actualmente, se cree que la Vía Láctea es una galaxia espiral barrada típica con una región central en forma de barra rodeada por un disco plano de gas, polvo y estrellas. Este disco tiene brazos espirales con un diámetro de aproximadamente 120.000 años luz. Nuestro propio Sistema Solar está ubicado a unos 27.000 años luz del centro galáctico, esa es la razón por la cual el disco de estrellas, visto desde adentro, parece una débil banda en el cielo, la Vía Láctea.

Nuestro modelo actual de cómo se ve la forma del disco de la Vía Láctea se basa en varios trazadores (como cuenta de estrellas u observaciones de radio de moléculas de gas), esto se basa en la extrapolación de estructuras vistas en otras galaxias. Sin embargo, las distancias a estos trazadores se miden indirectamente y dependen del modelo. El método más fiable para estudiar la forma de la Vía Láctea sería medir directamente las distancias a una gran muestra de estrellas de un tipo específico, lo que permitiría construir el mapa tridimensional de la Galaxia.

Este diagrama muestra una vista de nuestra Vía Láctea, así como un diagrama de estrellas Cefeidas variables que muestra la forma deformada de la galaxia. Crédito: Parcela de J. Skowron / OGLE, el panorama de la Vía Láctea de Serge Brunier.

La doctora Dorota Skowron, autora principal del estudio, dijo: “Las cefeidas siguen una relación entre su período de pulsación y luminosidad, lo que permite inferir la luminosidad intrínseca de una cefeida a partir de su período. La distancia se puede determinar comparando el brillo aparente e intrínseco". Ella agregó: La dificultad adicional surge de la presencia de polvo y gas interestelar que puede atenuar el brillo de una Cefeida. Afortunadamente, las observaciones en bandas infrarrojas reducen estas incertidumbres.

Este nuevo mapa en tres dimensiones de la Vía Láctea se ha construido utilizando una muestra de más de 2.400 Cefeidas, la mayoría de las cuales se han identificado recientemente en los datos fotométricos recopilados por el estudio del Experimento de Lente Gravitacional Óptica (OGLE).

Esta imagen muestra una vista del telescopio de Varsovia, con las estrellas Cefeidas en forma de faro encontradas en la encuesta OGLE marcadas en amarillo. Crédito: K. Ulaczyk / J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia.

El profesor Andrzej Udalski investigador principal del Proyecto OGLE dijo: “El proyecto OGLE se encuentra entre los mayores sondeos de variabilidad del cielo; Monitorea el brillo de casi dos mil millones de estrellas. Las colecciones OGLE de estrellas variables, incluidas las Cefeidas de la Vía Láctea, son las más grandes del mundo y son utilizadas por muchos investigadores para diversos estudios del Universo".

Este nuevo mapa tridimensional de la Vía Láctea es el primer mapa que se basa en distancias directas a miles de objetos individuales tan distantes como el límite esperado del disco galáctico. El mapa demuestra que el disco de la Vía Láctea no es plano, sino que está deformado a distancias superiores a 25.000 años luz del centro galáctico.

Przemek Mróz, un estudiante graduado de la Universidad de Varsovia dijo que: "La deformación del disco galáctico se ha detectado antes, pero esta es la primera vez que podemos usar objetos individuales para rastrear su forma en tres dimensiones". Las estrellas en las partes exteriores del disco de la Vía Láctea pueden ser desplazadas del plano galáctico por 4.500 años luz en relación con las regiones centrales de la galaxia. La deformación puede haber sido causada por interacciones con galaxias satelitales, gas intergaláctico o materia oscura.

El disco galáctico no tiene un grosor constante, sino que se expande con la distancia cada vez mayor desde el centro galáctico. El disco galáctico tiene unos 500 años luz de grosor cerca del Sol, mientras que más de 3.000 años luz cerca de su borde. La edad de las estrellas cefeidas se puede determinar en función de sus períodos de pulsación, lo que ha permitido a los astrónomos realizar una tomografía de edad de la Vía Láctea. Las cefeidas más jóvenes se encuentran cerca del centro galáctico, mientras que las mas viejas, cerca del borde de la Vía Láctea.

Esta imagen compara una simulación de las variables de la estrella Cefeida de la galaxia Vía Láctea (izquierda) con observaciones reales de sus números (derecha). Los puntos rojos indican estrellas más viejas, mientras que las más jóvenes se muestran en azul. Crédito: J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia.

El doctor Jan Skowron, coautor del estudio, explicó: “Encontramos muchas subestructuras alargadas en el disco compuesto por estrellas de edad similar. Esto indica que las cefeidas ubicadas allí deben haberse formado aproximadamente al mismo tiempo en uno de los brazos espirales. Sin embargo, las cefeidas que se formaron en un brazo en espiral actualmente no siguen la ubicación exacta de ese brazo, porque las velocidades de rotación de los brazos en espiral y las estrellas son ligeramente diferentes ".

Los astrónomos realizaron una simulación simple para probar esta hipótesis. Inyectaron varios episodios de formación estelar en los brazos espirales y asignaron movimientos típicos y velocidades de rotación a las estrellas dentro de ellos.

“Las estructuras simuladas y observadas son sorprendentemente similares. Esto muestra que nuestra idea sobre la historia reciente del disco galáctico es plausible y puede explicar las estructuras que vemos”, resume el Dr. Jan Skowron.

Mapa 3D de la Vía Láctea, la mejor vista de la forma deformada y retorcida de nuestra galaxia. Crédito: K. Ulaczyk / J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia.

El artículo que describe el descubrimiento ha sido publicado en Science bajo el título: "Un mapa tridimensional de la Vía Láctea usando estrellas variables cefeidas clásicas", DM Skowron, J. Skowron, P. Mróz, A. Udalski, P. Pietrukowicz , I. Soszyński, MK Szymański, R. Poleski, S. Kozłowski, K. Ulaczyk, K. Rybicki y P. Iwanek 2019, Science, doi: 10.1126 / science.aau3181.

Fuente: Universidad de Varsovia,