Descubren una rareza cósmica que revela nuevas pistas sobre la fuente de energía de la Vía Láctea

Imagen de archivo del centro de la Vía Láctea.
Imagen de archivo del centro de la Vía Láctea.
NASA / CHANDRA X-RAY OBSERVATORY

Descubrir cuánta energía impregna el centro de la Vía Láctea, un hallazgo que publica este jueves la revista Science Advances, podría dar nuevas pistas sobre la fuente fundamental del poder de nuestra galaxia, explica L. Matthew Haffner, investigador de la Universidad Aeronáutica Embry- Riddle, en Estados Unidos.

El núcleo de la Vía Láctea vibra con hidrógeno que ha sido ionizado o despojado de sus electrones para que tenga mucha energía, explica Haffner, profesor asistente de Física y Astronomía. "Sin una fuente continua de energía, los electrones libres generalmente se encuentran y se recombinan para volver a un estado neutral en un período de tiempo relativamente corto".

"Ser capaz de ver el gas ionizado de nuevas maneras debería ayudarnos a descubrir los tipos de fuentes que podrían ser responsables de mantener todo ese gas energizado", asegura.

El estudiante graduado de la Universidad de Wisconsin-Madison Dhanesh Krishnarao ("DK"), autor principal del artículo, colaboró con Haffner y el profesor Bob Benjamin, de la Universidad de Wisconsin-Whitewater, un experto líder en la estructura de estrellas y gas en la Vía Láctea.

Antes de unirse a Embry-Riddle en 2018, Haffner trabajó como científico de investigación durante 20 años en la Universidad de Washington, y continúa sirviendo como investigador principal del Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM), un telescopio con sede en Chile que se utilizó para el último estudio de equipo.

Para determinar la cantidad de energía o radiación en el centro de la Vía Láctea, los investigadores tuvieron que mirar a través de una especie de cubierta de polvo hecha jirones.

Además de más de 200.000 millones de estrellas, la Vía Láctea también alberga parches oscuros de polvo y gas interestelar.

Benjamin estaba mirando los datos WHAM de dos décadas cuando vio una 'bandera roja' científica, una forma peculiar que sobresalía del oscuro y polvoriento centro de la Vía Láctea.

La rareza era el gas de hidrógeno ionizado, que aparece rojo cuando se captura a través del sensible telescopio WHAM, y se movía en dirección a la Tierra.

La posición de la característica, conocida por los científicos como el 'disco inclinado' porque parece inclinada en comparación con el resto de la Vía Láctea, no puede explicarse por fenómenos físicos conocidos como la rotación galáctica.

El equipo tuvo así una rara oportunidad de estudiar el disco inclinado sobresaliente, liberado de su cubierta de polvo irregular, usando luz óptica.

Por lo general, el disco inclinado debe estudiarse con técnicas de luz infrarroja o radio, que permiten a los investigadores hacer observaciones a través del polvo, pero limitan su capacidad de aprender más sobre el gas ionizado.

"Poder realizar estas mediciones con luz óptica nos permitió comparar el núcleo de la Vía Láctea con otras galaxias con mucha más facilidad -señala Haffner-. Muchos estudios anteriores han medido la cantidad y calidad de gas ionizado de los centros de miles de galaxias espirales en todo el universo. Por primera vez, pudimos comparar directamente las mediciones de nuestra galaxia con esa gran población".

Krishnarao aprovechó un modelo existente para tratar de predecir cuánto gas ionizado debería haber en la región emisora que había llamado la atención de Benjamin.

Los datos brutos del telescopio WHAM le permitieron refinar sus predicciones hasta que el equipo tuvo una imagen tridimensional precisa de la estructura.

La comparación de otros colores de luz visible del hidrógeno, nitrógeno y oxígeno dentro de la estructura dio a los investigadores más pistas sobre su composición y propiedades.

Al menos el 48% del gas de hidrógeno en el disco inclinado en el centro de la Vía Láctea ha sido ionizado por una fuente desconocida, informó el equipo.

"La Vía Láctea ahora se puede usar para comprender mejor su naturaleza", asegura Krishnarao. La estructura gaseosa e ionizada cambia a medida que se aleja del centro de la Vía Láctea, informan los investigadores.

Anteriormente, los científicos solo sabían sobre el gas neutro (no ionizado) ubicado en esa región.

"Cerca del núcleo de la Vía Láctea -explica Krishnarao- el gas es ionizado por estrellas recién formadas, pero a medida que te alejas del centro, las cosas se vuelven más extremas y el gas se vuelve similar a una clase de galaxias llamadas LINERs, o regiones de baja emisión de ionización (nuclear)".

Los investigadores encontraron que la estructura parecía moverse hacia la Tierra porque estaba en una órbita elíptica interior a los brazos espirales de la Vía Láctea.

Las galaxias de tipo LINER, como la Vía Láctea, representan aproximadamente un tercio de todas las galaxias. Tienen centros con más radiación que las galaxias que solo están formando nuevas estrellas, pero menos radiación que aquellos cuyos agujeros negros supermasivos están consumiendo activamente una tremenda cantidad de material.

"Antes de este descubrimiento de WHAM, la galaxia de Andrómeda era la espiral LINER más cercana a nosotros -recuerda Haffner-. Pero aun así está a millones de años luz de distancia. Con el núcleo de la Vía Láctea a solo decenas de miles de años luz de distancia, ahora podemos estudiar una región LINER con más detalle. Estudiar este gas ionizado extendido debería ayudarnos a aprender más sobre el entorno actual y pasado en el centro de nuestra galaxia".

A continuación, los investigadores deberán descubrir la fuente de energía en el centro de la Vía Láctea. Poder clasificar la galaxia en función de su nivel de radiación fue un primer paso importante hacia ese objetivo.

Ahora que Haffner se ha unido al creciente programa de Astronomía y Astrofísica de Embry-Riddle, él y su colega Edwin Mierkiewicz, profesor asociado de física, tienen grandes planes.

"En los próximos años, esperamos construir el sucesor de WHAM, lo que nos daría una visión más clara del gas que estudiamos", avanza Haffner.

"En este momento, nuestros 'píxeles' del mapa tienen el doble del tamaño de la luna llena. WHAM ha sido una gran herramienta para producir el primer estudio de este gas en todo el cielo, pero ahora tenemos hambre de más detalles", reconoce.

En una investigación separada, presentada en la American Astronomical Society, Haffner y sus colegas informaron a principios de este mes las primeras mediciones de luz visible de 'Burbujas de Fermi', misteriosas columnas de luz que se hinchan desde el centro de la Vía Láctea.

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