(Agrandar). La Vía Láctea no es plana como un panqueque, sino sorprendentemente está retorcida.Las estrellas cefeidas sacan a la luz la forma de la Vía Láctea. (ly = año luz)
Crédito Imagen: J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia.
Un equipo de astrónomos polacos ha creado el mapa tridimensional más preciso de la Vía Láctea hasta la fecha, revelando distorsiones e irregularidades sorprendentes a lo largo del disco galáctico.
Cuando Galileo apuntó su primer telescopio a la Vía Láctea a principios del siglo XVII, notó que consta de innumerables estrellas. Desde entonces, el estudio de las propiedades y la historia de nuestra galaxia ha absorbido a muchas generaciones de científicos. Escribiendo en Ciencia , los astrónomos polacos del Observatorio Astronómico de la Universidad de Varsovia presentan un mapa tridimensional único de la Vía Láctea. El mapa proporciona información sobre la estructura y la historia de nuestra galaxia.
Desde el siglo XVII, los astrónomos han sido conscientes de que la Tierra, el Sol y otros planetas del Sistema Solar, junto con miles de millones de estrellas vistas con telescopios, forman nuestra galaxia. Estas estrellas, si se observan lejos de las luces de la ciudad, parecen leche derramada por el cielo y forman la banda de la Vía Láctea.
Tomografía de edad de las Cefeidas de la Vía Láctea.
Las estrellas más antiguas (rojas) tienen 400 millones de años y las más jóvenes (azules) tienen 30 millones de años. Vista superior de la Vía Láctea .
Crédito: J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia)
En la actualidad, se cree que la Vía Láctea es una galaxia espiral barrada típica que consiste en una región central en forma de barra rodeada por un disco plano de gas, polvo y estrellas. El disco consta de cuatro brazos espirales y tiene un diámetro de aproximadamente 120,000 años luz. El Sistema Solar está ubicado dentro del disco, a unos 27,000 años luz del centro galáctico, por lo que las estrellas del disco, vistas desde adentro, se ven como una débil banda en el cielo, la Vía Láctea.
El conocimiento actual sobre la forma del disco de la Vía Láctea se basa en varios trazadores (como conteos de estrellas u observaciones de radio de moléculas de gas) informados por 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 sólido 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.
Las estrellas variables cefeidas son perfectas para esta tarea. Las cefeidas son supergigantes pulsantes jóvenes, su brillo cambia en un patrón muy regular con un período bien definido que puede variar de horas a varias docenas de días.
Las cefeidas siguen una relación entre su período de pulsación y su 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 , dice la Dra. Dorota Skowron, autora principal del estudio. 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.
Las distancias a las cefeidas se pueden determinar con una precisión superior al 5 por ciento.
Las estrellas cefeidas cambian su brillo en un patrón muy regular como resultado de pulsaciones estelares . Crédito: Space.fm.
Las variables cefeidas cambian su brillo con el tiempo como resultado de pulsaciones estelares. Los períodos de cefeidas varían de 1 a 100 días. El máximo en brillo es típicamente 130% a 230% del mínimo.
Crédito: Przemek Mróz / OGLE.
El nuevo mapa tridimensional 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).
La encuesta OGLE se encuentra entre las mayores encuestas 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 , dice el profesor Andrzej Udalski, el PI del proyecto OGLE.
Cefeidas de la Vía Láctea en el mapa de la Vía Láctea. Agrandar imagen.
Créditos: trama de J. Skowron / OGLE, el panorama de la Vía Láctea de Serge Brunier.
El mapa tridimensional recién construido 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, está deformado a distancias superiores a 25,000 años luz del centro galáctico.
Galaxia deformada con la distribución de estrellas jóvenes (Cefeidas) en su disco como se infiere de las Cefeidas de la Vía Láctea.
Crédito: J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico, Universidad de Varsovia.
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 , dice Przemek Mróz, un estudiante graduado de la Universidad de Varsovia. Las estrellas en las partes externas 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, se enciende 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 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 mayores, cerca del borde de la Vía Láctea.
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 espiral actualmente no siguen la ubicación exacta de ese brazo, porque las velocidades de rotación de los brazos espirales y las estrellas son ligeramente diferentes , dice el Dr. Jan Skowron, coautor del estudio.
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.
El artículo que describe el descubrimiento ha sido publicado en Science :
un mapa tridimensional de la Vía Láctea con 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 i P. Iwanek 2019, Science , doi: 10.1126 / science.aau3181 .
Todas las figuras del artículo, junto a una serie de animaciones sobre la Vía Láctea, pueden descargarse en:
http://www.astrouw.edu.pl/~jskowron/ogle/PR/galactic-cepheids-u8sR2o/
Fuente: Universidad de Varsovia.
Artículo original: “The Milky Way in three dimensions“. 2 de Agosto, 2019.
Material relacionado:
Another Study Finds Our Galaxy Is ‘Warped and Twisted. George Dvosky. Gizmodo. 1de Agosto, 2019.
La galaxia ESO 510-G13 es una galaxia espiral alabeada, deformada en su borde. Similar a la Vía Láctea, tiene un alabeo pronunciado en su disco gaseoso y un alabeo menos pronunciado en su disco de estrellas. Más información.
Crédito: NASA / Space Telescope Science Institute.
Un trabajo publicado este año por los astrónomos de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China (NAOC/CAS), que llega al mismo resultado utilizando 1339 cefeidas y que contiene además en el apartado “Material relacionado” una recopilación de los desarrollos que condujeron a identificar el alabeo de la Vía Láctea, se encuentra en:
Refinando el alabeo de la Vía Láctea. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Marzo 16, 2019.
Mapa de la distribución en 3D de las estrellas variables clásicas Cefeidas en el disco alabeado de la Vía Láctea (puntos rojos y azules) centrada en la ubicación del Sol (se muestra como un gran símbolo naranja).
Credit: Prof. Richard de Grijs (Macquarie University).
Una selección de recursos sobre las Variables Cefeidas, su descubridora y la Escalera de Distancias Cósmicas se encuentran en el apartado “Material relacionado” del artículo:
Celebrando el 150 aniversario de la investigadora Henrietta Swan Leavitt, el 4 de Julio de 2018. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. 6 de Julio de 2018.
Una interesante aplicación de las Cefeidas en la construcción más precisa de la Escalera de Distancias Cósmicas, para atacar el engorroso problema de la Expansión Acelerada del Universo, se presenta en el siguiente artículo que contiene además interesantes recursos sobre todos esos temas:
Un nuevo y mejorado patrón de medidas obtenido utilizando el Hubble proporciona evidencia fresca de una Nueva Física en el Universo.
Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Marzo 24, 2018.
Un film producido por el Dpto. de Astronomía de la Universidad de Varsovia, sobre la determinación de distancias a partir de las estrellas variables es:
Distancias astronómicas por estrellas variables. Univ. de Varsovia.
