Calculando la distancia desde el sol a miles de estrellas pulsantes a través de la Vía Láctea, los astrónomos han trazado ahora nuestra galaxia en 3D a una escala mayor que nunca antes, según un nuevo estudio.
Estos nuevos hallazgos arrojan luz sobre la forma alabeada y retorcida del disco de la galaxia, añadieron los investigadores.
La Vía Láctea es una galaxia espiral compuesta por una región central en forma de barra rodeada por un disco plano de gas, polvo y estrellas de unos 120.000 años luz de ancho. Nuestro sistema solar se encuentra a unos 27.000 años luz del centro galáctico, dentro de uno de los cuatro brazos espirales del disco. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año: unos 6 billones de millas (10 billones de kilómetros).
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Un faro cósmico
Muchos de los conocimientos actuales sobre la forma y la estructura de la Vía Láctea se basan en las distancias entre el sol y varios puntos de referencia celestes, informados por extrapolación de lo que los astrónomos han visto en otras galaxias. Sin embargo, las distancias entre el sol y estos puntos de referencia suelen medirse de forma indirecta.
En el nuevo estudio, los investigadores trataron de medir directamente las distancias entre el sol y una gran muestra de estrellas para ayudar a construir un mapa 3D de la galaxia. Se centraron en un tipo específico de estrella conocida como variable cefeida.
Las cefeidas son jóvenes estrellas supergigantes que arden hasta cientos de miles de veces más brillantes que el sol. Al igual que los faros en las costas con niebla, las Cefeidas se iluminan y atenúan en ciclos predecibles y son visibles a través de las vastas nubes de polvo interestelar que a menudo oscurecen las estrellas más débiles.
Las cefeidas parecen pulsar porque su gas se calienta y se enfría, y se expande y se contrae, en patrones muy regulares que pueden durar desde horas hasta meses. La relación bien definida entre el brillo de una cefeida y su calendario de pulsaciones significa que, al cronometrar sus pulsaciones, los astrónomos pueden deducir el brillo intrínseco de una cefeida.
Después de comparar el brillo intrínseco de una cefeida con su brillo aparente -es decir, lo brillante que se ve desde la Tierra-, los astrónomos pueden estimar la distancia de la cefeida a nuestro planeta, dado el conocimiento de que las estrellas parecen más débiles cuanto más lejos están de nosotros. Los científicos pueden determinar las distancias a las Cefeidas con una precisión superior al 5%.
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La Vía Láctea: Un lugar retorcido y deformado
Usando el Experimento de Lentes Gravitacionales Ópticas, que monitoriza el brillo de casi 2.000 millones de estrellas, los científicos trazaron la distancia entre el sol y más de 2.400 Cefeidas en toda la Vía Láctea. «Esto ha llevado seis años, pero ha merecido la pena», dijo a Space.com la autora principal del estudio, Dorota Skowron, astrofísica de la Universidad de Varsovia (Polonia).
Estos hallazgos ayudaron a los astrónomos a construir un mapa 3D a gran escala de la Vía Láctea. Se trata del primer mapa de este tipo basado en las distancias medidas directamente a miles de puntos de referencia celestes en toda la galaxia.
El nuevo mapa ayudó a revelar más detalles sobre las distorsiones que los astrónomos habían detectado previamente en la forma de la Vía Láctea. En concreto, el disco de la galaxia no es plano a distancias superiores a 25.000 años luz del núcleo galáctico, sino que está deformado. Esta deformación fue potencialmente causada por las interacciones de la galaxia con galaxias satélite, gas intergaláctico o materia oscura.
«La deformación del disco galáctico se ha detectado antes, pero esta es la primera vez que podemos utilizar objetos individuales para trazar su forma en tres dimensiones», dijo en un comunicado el coautor del estudio, Przemek Mróz, de la Universidad de Varsovia.
La cantidad de deformación que los investigadores vieron en la Vía Láctea fue sorprendentemente pronunciada, dijo Skowron. «No es un hecho estadístico disponible sólo para el entendimiento de un científico», dijo. «Es evidente a simple vista».
Los astrónomos pueden deducir la edad de las Cefeidas basándose en sus patrones de pulsaciones. Encontraron cúmulos de Cefeidas con edades muy similares.
«Esto es un claro indicio de que se crearon juntas», dijo Skowron. «Podemos ver con nuestros propios ojos y dentro de nuestra propia galaxia que la formación de estrellas no es constante, sino que, de hecho, se produce en ráfagas».»
Las estrellas podrían haberse formado en ráfagas debido a una variedad de desencadenantes, dijo Skowron. Las nubes gigantes de gas interestelar pueden fragmentarse bajo su propia gravedad, colapsando en bolsas de formación estelar. Las fusiones titánicas entre galaxias o los vientos interestelares procedentes de supernovas catastróficas también pueden haber hecho que las nubes se junten para formar estrellas, explicó.
Un mejor mapa de la Vía Láctea
En el futuro, los investigadores planean refinar su mapa 3D de la Vía Láctea trazando las distancias entre el sol y otras estrellas pulsantes conocidas como RR Lyrae. Al igual que las cefeidas, las RR Lyrae pulsan en patrones con lapsos de tiempo predecibles, pero han existido en la galaxia durante mucho más tiempo, dijo Skowron. Esto ayudaría a los científicos a entender cómo las partes más antiguas de la galaxia han cambiado con el tiempo, añadió.
Mejores mapas en 3D de la Vía Láctea pueden ayudar a los científicos a entender mejor su forma. Por ejemplo, «el número de los principales brazos espirales sigue siendo objeto de debate; también, la gravedad de la espiralización de los brazos», dijo Skowron.
Una mejor comprensión de la forma de la galaxia podría entonces, a su vez, arrojar luz sobre cómo ha evolucionado con el tiempo, por ejemplo, cómo las estrellas se mueven y se extienden desde sus lugares de nacimiento, qué órbitas toman las estrellas en la galaxia deformada y qué podría haber deformado exactamente la forma de la galaxia en primer lugar, añadió Skowron.
Los científicos detallan sus hallazgos en el número del 2 de agosto de la revista Science.
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