Los astrónomos encuentran una estructura interesante en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea

La característica recién descubierta ofrece información sobre la estructura a gran escala de nuestra galaxia, que es difícil de estudiar bajo nuestra perspectiva, al encontrarnos dentro de ella.

Los científicos han descubierto una característica de nuestra galaxia, la Vía Láctea, no reconocida previamente: un contingente de estrellas jóvenes y nubes de gas formadoras de estrellas que sobresale de uno de los brazos espirales de la Vía Láctea. Con una extensión de unos 3.000 años luz, esta es la primera estructura importante identificada con una orientación tan drásticamente diferente a la del brazo.

Los astrónomos tienen una idea aproximada del tamaño y la forma de los brazos de la Vía Láctea, pero aún se desconoce mucho: no pueden ver la estructura completa de nuestra galaxia porque la Tierra está dentro de ella. Es como estar parado en medio de Times Square y tratar de dibujar un mapa de la isla de Manhattan. ¿Podrías medir distancias con la suficiente precisión para saber si dos edificios están en la misma manzana o en unas pocas calles de distancia? ¿Y cómo puedes esperar ver todo el camino hasta la punta de la isla con tantas cosas en tu camino?.

Se ha encontrado un contingente de estrellas y nubes formadoras de estrellas que sobresalían del Brazo Sagitario de la Vía Láctea. El recuadro muestra el tamaño de la estructura y la distancia al Sol. Cada forma de estrella naranja indica regiones de formación de estrellas, que pueden contener desde docenas hasta miles de estrellas.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Para obtener más información, los autores del nuevo estudio se centraron en una parte cercana de uno de los brazos de la galaxia, llamado Brazo de Sagitario. Usando el telescopio espacial Spitzer de la NASA antes de su retiro en enero de 2020, buscaron estrellas recién nacidas, ubicadas en las nubes de gas y polvo (llamadas nebulosas) donde se forman. Spitzer detectaba luz infrarroja que puede penetrar esas nubes.

Este poster de la NASA que conmemora el telescopio espacial Spitzer ya retirado, está disponible en español e inglés, para desacargarlo gratuitamente pinchando aquí.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Se cree que las estrellas y nebulosas jóvenes se alinean con la forma de los brazos en los que residen. Para obtener una vista en 3D del segmento del brazo, los científicos utilizaron la última publicación de datos de la misión Gaia de la ESA (Agencia Espacial Europea), para medir con precisión la distancias a las estrellas. Los datos combinados revelaron que la estructura larga y delgada asociada con el Brazo de Sagitario, está formada por estrellas jóvenes que se mueven casi a la misma velocidad y en la misma dirección a través del espacio.

“Una propiedad clave de los brazos espirales es la fuerza con que se enrollan alrededor de una galaxia”, dijo Michael Kuhn, astrofísico de Caltech y autor principal del nuevo artículo. Esta característica se mide por el ángulo de inclinación del brazo. Un círculo tiene un ángulo de inclinación de 0 grados y, a medida que la espiral se abre más, el ángulo de inclinación aumenta. “La mayoría de los modelos de la Vía Láctea sugieren que el brazo de Sagitario forma una espiral que tiene un ángulo de inclinación de aproximadamente 12 grados, pero la estructura que examinamos se destaca en un ángulo de casi 60 grados”.

Otras estructuras similares, a veces llamadas espolones o plumas, se encuentran comúnmente sobresaliendo de los brazos de otras galaxias espirales. Durante décadas, los científicos se han preguntado si los brazos espirales de nuestra Vía Láctea también poseen estas estructuras o si son relativamente lisos.

Midiendo la Vía Láctea

La característica recién descubierta contiene cuatro nebulosas conocidas por su impresionante belleza: la Nebulosa del Águila (que contiene los Pilares de la Creación), la Nebulosa Omega, la Nebulosa Trífida y la Nebulosa Laguna. En la década de 1950, un equipo de astrónomos tomó medidas aproximadas de la distancia a algunas de las estrellas en estas nebulosas y pudo inferir la existencia del Brazo de Sagitario. Su trabajo proporcionó algunas de las primeras pruebas de la estructura espiral de nuestra galaxia.

“La distancia es una de las cosas más difíciles de medir en astronomía”, dijo el coautor Alberto Krone-Martins, astrofísico y profesor de informática en la Universidad de California, Irvine y miembro del Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC). “Solo las mediciones de distancia directas y recientes de Gaia son las que hacen que la geometría de esta nueva estructura sea tan evidente”. En el nuevo estudio, los investigadores también se basaron en un catálogo de más de cien mil estrellas recién nacidas descubiertas por Spitzer en un estudio de la galaxia llamado Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).

“Cuando reunimos los datos de Gaia y Spitzer y finalmente vimos este mapa tridimensional detallado, pudimos ver que hay bastante complejidad en esta región que no había sido evidente antes”, dijo Kuhn.

Aquí se muestran (de izquierda a derecha) las nebulosas del Águila, Omega, Trífida y Laguna, fotografiadas por el telescopio espacial infrarrojo Spitzer de la NASA. Estas nebulosas son parte de una estructura que sobresale del brazo en un ángulo importante dentro del Brazo Sagitario de la Vía Láctea.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Los astrónomos aún no comprenden completamente qué causa la formación de brazos espirales en galaxias como la nuestra. Aunque no podemos ver la estructura completa de la Vía Láctea, la capacidad de medir el movimiento de estrellas individuales es útil para comprender este fenómeno: las estrellas de la estructura recién descubierta es probable que se formaran aproximadamente al mismo tiempo, en la misma área general, y fueron influenciados de manera única por las fuerzas que actúan dentro de la galaxia, incluida la gravedad y el cizallamiento debido a la rotación de la galaxia.

“En última instancia, este es un recordatorio de que existen muchas incertidumbres sobre la estructura a gran escala de la Vía Láctea, y debemos mirar los detalles si queremos comprender ese panorama más amplio”, dijo uno de los coautores del artículo, Robert Benjamin, astrofísico de la Universidad de Wisconsin-Whitewater e investigador principal del estudio GLIMPSE. “Esta estructura es una pequeña parte de la Vía Láctea, pero podría decirnos algo significativo sobre la Galaxia en su conjunto”.

Más sobre la misión 

El equipo de operaciones de la nave espacial Gaia trabaja desde el European Space Operations Centre (ESOC) en Alemania, mientras que las operaciones científicas se realizan en el European Space Astronomy Centre (ESAC) en España. Un conjunto de más de 400 científicos e ingenieros es responsable del procesamiento de los datos.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.