La Vía Láctea tiene un anillo interior, fuera del núcleo.

En el último siglo, los astrónomos han aprendido mucho sobre el universo y nuestro lugar en él. Desde el descubrimiento de que el universo está en un estado constante de expansión hasta el descubrimiento del fondo cósmico de microondas (CMB) y el modelo del Big Bang cósmico, nuestra comprensión del universo se ha expandido exponencialmente. Sin embargo, todavía se producen muchos descubrimientos astronómicos profundos en el patio trasero cósmico: la Vía Láctea.

En comparación con otras galaxias, que los astrónomos pueden resolver con relativa facilidad, la estructura y el tamaño de la Vía Láctea han sido objeto de constantes descubrimientos. Lo último viene de Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), donde los científicos han encontrado un anillo interno de estrellas ricas en metales no descubierto previamente fuera de la barra galáctica. La presencia de este anillo ha revelado nuevos conocimientos sobre la formación de estrellas en esta región de la galaxia durante su historia temprana.

Determinar la estructura y el tamaño de la Vía Láctea siempre está empañado por el hecho de que nos encontramos dentro del disco de la Vía Láctea, cerca de uno de sus brazos espirales. Desde este punto de vista, las estrellas están oscurecidas por densas nubes de gas y polvo, especialmente hacia el centro de la Vía Láctea. Esto dificultó determinar la estructura de la Vía Láctea interna.

Utilizando información de la segunda publicación de datos de Gaia, un equipo de científicos realizó estimaciones precisas de la masa de la Vía Láctea. Crédito: ESA/Gaia/DPAC

Uno de los misterios perennes sobre nuestra galaxia es si contiene anillos internos de formación de estrellas, que se han visto en otras galaxias de disco. Afortunadamente, los científicos de MPE han pasado la última década integrando datos de varias campañas de monitoreo, que incluyen Encuesta APOGEE y el Observatorio de Gaya – Con simulación informática avanzada. El resultado fue un modelo sofisticado de la Vía Láctea interior que reveló una varilla lenta con una protuberancia en forma de maní. Este bulto habita en estrellas que se formaron hace entre cuatro y nueve mil millones de años y alcanzaron su punto máximo de edad entre seis y ocho mil millones de años.

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El sondeo APOGEE es una campaña espectroscópica estelar a gran escala realizada por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS), ubicado en Observatorio Apache Point en Nuevo México. Este estudio se realizó en longitudes de onda del infrarrojo cercano, lo que permitió realizar observaciones que no serían posibles con luz óptica. En particular, las observaciones infrarrojas de APOGEE permiten la visibilidad a través de regiones polvorientas de la Vía Láctea, como el disco y la protuberancia.

Esto permitió al equipo de MPE determinar la abundancia de elementos, las ubicaciones, las velocidades en la línea de visión y las edades aproximadas de todas las estrellas en la protuberancia recién observada. Mientras tanto, los datos obtenidos por la Agencia Espacial Europea Jaya La misión proporcionó mediciones precisas de las posiciones y movimientos apropiados de estas estrellas. Luego, el equipo combinó todas estas observaciones con el modelo que crearon para el funcionamiento de la Vía Láctea interna. Como Chula M. Willy, Ph.D. Un estudiante de MPE y autor principal del estudio explicó:

«Combinamos más de 30 000 estrellas del estudio APOGEE con datos adicionales de Gaia en nuestra barra de la Vía Láctea para obtener las órbitas completas de estas estrellas. Con estas órbitas, podemos ver más allá del bulto galáctico, así como otras regiones espaciales que los estudios no lo cubrió. Alrededor de la banda central, encontramos una estructura de anillo interior que es más rica en minerales que la quilla y donde las estrellas son más jóvenes, alrededor de 7 mil millones de años».

Diagrama anotado de la Vía Láctea. El sol se indica cerca de la parte inferior en Orion Spur. crédito: NASA

Para separar las estrellas en las combinaciones de anillos y cintas, el equipo notó cuán sesgadas están sus órbitas con respecto al círculo (es decir, su excentricidad). A partir de esto, encuentran que las estrellas en el anillo son más jóvenes, más ricas en minerales que las estrellas en la cinta y más enfocadas hacia el plano galáctico. Esto indica que las estrellas en el anillo estelar deben haber seguido formándose a partir del flujo de gas después de que la cinta estuvo en su lugar.

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Por lo tanto, los astrónomos pueden usar la edad de las estrellas del anillo interior para observar la historia de formación de la Vía Láctea. Basado en la edad promedio de las estrellas, el equipo de MPE estima que la Cinta Galáctica se formó hace al menos 7 mil millones de años. Por el momento, no está claro si existe una conexión entre el anillo interior recién descubierto y los brazos espirales de la galaxia y si el gas fluye actualmente hacia el interior de un anillo interior delgado formado por estrellas, como es evidente en otras galaxias espirales.

Con la operación de telescopios de próxima generación, serán posibles estudios galácticos más detallados. Cuando se combinan con modelos aumentados (que serían posibles con un software más complejo), estos datos permitirán a los astrónomos aprender más sobre cómo viaja la estructura del anillo al disco circundante de la Vía Láctea. El estudio que describe sus hallazgos se titula «El anillo interior de mediana edad de la Vía LácteaApareció recientemente en la revista Astronomía y astrofísica.

Lectura profunda: Instituto Max Planck de Física Extraterrestre

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