El mejor mapa 3D hasta ahora del abultamiento central de la Vía Láctea

Dos grupos de astrónomos han utilizado datos de telescopios de ESO para hacer el mejor mapa tridimensional hasta ahora de las partes centrales de la Vía Láctea. Han descubierto que las regiones internas adquieren una apariencia similar a un maní, o en forma de X, desde algunos ángulos. Esta extraña forma se cartografió utilizando datos públicos del telescopio de reconocimiento VISTA de ESO junto con mediciones de los movimientos de cientos de estrellas muy débiles en el abultamiento central.


Impresión artística del abultamiento central de la Vía Láctea

La impresión de este artista muestra cómo se vería la Vía Láctea vista casi desde el borde y desde una perspectiva muy diferente a la que tenemos desde la Tierra. La protuberancia central se muestra como una bola de estrellas brillante con forma de maní y los brazos espirales y las nubes de polvo asociadas forman una banda estrecha. Crédito: ESO / NASA / JPL-Caltech / M. Kornmesser / R. Herir

Una de las partes más importantes y masivas de la galaxia es el bulbo galáctico. Esta enorme nube central de unos 10 000 millones de estrellas se extiende por miles de años luz, pero su estructura y origen no se conocían bien.


Desafortunadamente, desde nuestro punto de vista desde el interior del disco galáctico, la vista de esta región central, a unos 27 000 años luz de distancia, está muy oscurecida por densas nubes de gas y polvo. Los astrónomos solo pueden obtener una buena vista del bulto observando luz de longitud de onda más larga, como la radiación infrarroja, que puede penetrar las nubes de polvo.

Las observaciones anteriores del estudio del cielo infrarrojo 2MASS ya habían insinuado que el bulto tenía una misteriosa estructura en forma de X. Ahora, dos grupos de científicos han utilizado nuevas observaciones de varios de los telescopios de ESO para obtener una vista mucho más clara de la estructura del bulto.

El centro galáctico y la protuberancia sobre el telescopio de 3,6 metros de ESO

El centro galáctico y la protuberancia sobre el telescopio de 3,6 metros de ESO

El primer grupo, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Garching, Alemania, utilizó el estudio de infrarrojo cercano VVV [1] del telescopio VISTA del Observatorio Paranal de ESO en Chile (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309 ). Esta nueva encuesta pública puede recoger estrellas treinta veces más débiles que las encuestas de abultamiento anteriores. El equipo identificó un total de 22 millones de estrellas pertenecientes a una clase de gigantes rojas cuyas conocidas propiedades permiten calcular sus distancias [2].




“La profundidad del catálogo de estrellas de VISTA supera con creces el trabajo anterior y podemos detectar la población completa de estas estrellas en todas las regiones menos en las más oscurecidas”, explica Christopher Wegg (MPE), autor principal del primer estudio. 'A partir de esta distribución de estrellas, podemos hacer un mapa tridimensional del bulbo galáctico. Esta es la primera vez que se ha hecho un mapa de este tipo sin asumir un modelo para la forma del bulbo'.

“Encontramos que la región interna de nuestra galaxia tiene la forma de un maní en su caparazón desde el costado, y de una barra muy alargada desde arriba”, agrega Ortwin Gerhard, coautor del primer artículo y líder del Grupo Dynamics en MPE [3]. 'Es la primera vez que podemos ver esto claramente en nuestra propia Vía Láctea, y las simulaciones en nuestro grupo y por otros muestran que esta forma es característica de una galaxia barrada que comenzó como un puro disco de estrellas'.

El segundo equipo internacional, dirigido por el estudiante de doctorado chileno Sergio Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile y ESO, Santiago, Chile) adoptó un enfoque diferente para precisar la estructura del bulto. Comparando imágenes tomadas con once años de diferencia con el telescopio MPG / ESO de 2,2 metros, pudieron medir los pequeños cambios debidos a los movimientos de las estrellas abultadas en el cielo. Estos se combinaron con mediciones de los movimientos de las mismas estrellas hacia o desde la Tierra para trazar un mapa de los movimientos de más de 400 estrellas en tres dimensiones [4].

Impresión artística de la Vía Láctea (actualizada - anotada)

Esta impresión detallada del artista anotada muestra la estructura de la Vía Láctea, incluida la ubicación de los brazos espirales y otros componentes como el bulto. Esta versión de la imagen se ha actualizado para incluir el mapeo más reciente de la forma del abultamiento central deducido de los datos de la encuesta del telescopio VISTA de ESO en el Observatorio Paranal. Crédito: NASA / JPL-Caltech / ESO / R. Herir


“Es la primera vez que se obtiene una gran cantidad de velocidades en tres dimensiones para estrellas individuales de ambos lados del abultamiento”, concluye Vásquez. “Las estrellas que hemos observado parecen fluir a lo largo de los brazos del bulto en forma de X a medida que sus órbitas las llevan arriba y abajo y fuera del plano de la Vía Láctea. ¡Todo encaja muy bien con las predicciones de modelos de última generación! '

Los astrónomos piensan que la Vía Láctea fue originalmente un disco puro de estrellas que formó una barra plana hace miles de millones de años [5]. La parte interior de esto luego se combó para formar la forma de maní tridimensional que se ve en las nuevas observaciones.

Notas
[1] VVV son las siglas de VISTA Variables in the Via Lactea Survey. Este es uno de los seis grandes estudios realizados por el telescopio VISTA. Los datos de la encuesta VVV se ponen a disposición del público para la comunidad científica internacional a través de ESO Science Archive Facility, que permitió el estudio en MPE.

[2] Para este estudio se eligieron estrellas gigantes rojas agrupadas, ya que pueden usarse como velas estándar: en esta etapa de la vida de las estrellas gigantes, su luminosidad es aproximadamente independiente de su edad o composición. La cantidad de gas y polvo que oscurece las estrellas se calcula directamente a partir de los colores observados de las estrellas rojas agrupadas, de modo que se pueda medir su distribución de brillo sin oscurecimiento. Entonces, debido a que las estrellas rojas agrupadas tienen casi el mismo brillo intrínseco, esto da distancias aproximadas a cada estrella. La buena cobertura espacial de la prospección VVV permitió realizar mediciones en toda la región interior de la Vía Láctea, y a partir de ellas se construyó la medición tridimensional de la estructura del abultamiento.


[3] Se han observado estructuras similares de maní en las protuberancias de otras galaxias y su formación se ha predicho a partir de simulaciones por computadora, que muestran que la forma del maní está formada por estrellas en órbitas que forman una estructura en forma de X.

[4] Las observaciones de estas velocidades radiales se realizaron utilizando el espectrógrafo FLAMES-GIRAFFE en el Very Large Telescope de ESO y el espectrógrafo IMACS en el Observatorio Las Campanas.

[5] Muchas galaxias, incluida la Vía Láctea, tienen características largas y estrechas en sus regiones centrales, que se conocen como barras.

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