Para nosotros, el cielo nocturno puede parecer una salpicadura aleatoria de estrellas, pero los astrónomos están aprendiendo que en algunas regiones de nuestra galaxia, las estrellas se han agrupado en características que se parecen a las de la Tierra; corrientes, olas, arcos y montañas.
La misión Gaia creó recientemente una encuesta celestial de mil millones de estrellas en la Vía Láctea. Están descubriendo hermosas características celestes como cadenas montañosas, arcos y corrientes de estrellas.
(Imagen: © ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO)
La actividad tectónica crea la amplia gama de características de la Tierra, pero los científicos no están exactamente seguros de qué está haciendo esas imitaciones estelares en la Vía Láctea. Ahora, los investigadores están probando a un culpable, incluidas las fuerzas que provienen de fuera de nuestra galaxia. Sin embargo, la verdadera sospechosa podría ser la Vía Láctea misma.
Los científicos describen la Vía Láctea como una galaxia espiral barrada, con una distribución de estrellas en forma de molinete. Pero a menor escala, hay muchos más detalles ocultos en esta topografía galáctica.
Desde 2013, una misión de la Agencia Espacial Europea llamada Gaia ha realizado un censo de la Vía Láctea, con el objetivo de catalogar más de mil millones de estrellas. Utilizando nuevos datos publicados en abril de 2018 sobre las mediciones precisas de las ubicaciones y movimientos de las estrellas para 550 millones de objetos adicionales, los astrónomos ahora pueden explorar la galaxia con una nueva dimensionalidad.
Si bien estas exploraciones galácticas han descubierto nuevos terrenos, como esas crestas y arcos, los científicos no han podido explicar completamente cómo se forman las estructuras estelares. Un equipo dirigido por astrónomos de la Universidad de Sydney, Australia, decidió intentar recrear en modelos de computadora algunas de las características que ven en las estrellas.
Los investigadores se centraron en una serie de ocho crestas en la Vía Láctea que se pliegan juntas como una cadena montañosa. Los datos de Gaia mostraron que las crestas, que se encontraban juntas en la capa media del disco de la Vía Láctea, tenían colecciones de estrellas únicas tachonando sus cumbres. Utilizando datos de otra misión que analiza la composición de las estrellas, notaron que todas las estrellas tenían composiciones elementales similares a las del Sol. Dado que la composición elemental puede insinuar una edad estelar, esto les dijo que estas estrellas jóvenes no estaban tan dispersas como las estrellas más viejas, lo que ayuda a comprender cómo se formaron las crestas.
Las teorías sobre cómo se crean tales crestas y otras características se dividen en dos categorías: Internas y externas. Algunas teorías proponen que los mecanismos internos de la galaxia son clave para formar la geografía galáctica. Por ejemplo, las interacciones gravitacionales pueden generar ondas resonantes que crean grupos más grandes de materia de las más pequeñas. Alternativamente, la fricción entre las estrellas, los gases y el polvo en la galaxia puede conducir a la creación de estas características topográficas, así como la ropa en una lavadora se enreda a medida que se cruzan en el proceso de limpieza. Otras teorías proponen que alguna característica externa se movió a través de la galaxia, como otra pequeña galaxia enana, y eso es lo que arrugó las estrellas. (Para imaginar esta teoría, imagine arrastrar los pies mientras cruza una alfombra, haciendo que se pliegue).
El equipo utilizó simulaciones por computadora de estos procesos internos y externos para ver si la distribución de las estrellas podría recrearse en diferentes condiciones. Descubrieron que las crestas coincidían más estrechamente con las creadas en regiones aisladas a través de un proceso interno llamado mezcla de fases, en el que grupos de estrellas se mezclan gradualmente, debido a la transformación de los brazos espirales en el tiempo. Además, la presencia de estrellas jóvenes, que no han tenido tanto tiempo para dispersarse como las estrellas más viejas, también sugirió que una fuerza cercana era la fuente de las características. En las simulaciones de regiones que habían sido golpeadas gravitacionalmente por una galaxia que pasaba, los resultados mostraron crestas mucho más altas que las vistas en la Vía Láctea.
Entonces, la altura de las crestas "podría ser una forma de discriminar entre procesos internos y externos", dijo Shourya Khanna, astrónoma de la Universidad de Sydney y autora principal del nuevo artículo.
Sin embargo, todavía hay algunas limitaciones. Los investigadores aún tienen que modelar el gas en su simulación, lo que puede afectar los resultados. La investigación ha encontrado evidencia de que una galaxia cercana una vez pasó por la Vía Láctea. Podría ser este tipo de interacción externa que tiende a crear corrientes de estrellas, mientras que los procesos internos, como la mezcla de fases, son más responsables de las crestas, sugiere el estudio. Con muchas estrellas por catalogar, Gaia aún puede proporcionar a los astrónomos más pistas sobre las fuerzas que dan forma a la impresionante geografía de nuestra galaxia.
"La región de la galaxia donde actualmente tenemos mucha información está bastante cerca del Sol, pero los próximos lanzamientos de Gaia deberían extender el tamaño de la región", dijo Alice Quillen, astrónoma de la Universidad de Rochester.
Los científicos publicaron sus hallazgos en línea en la revista de preimpresión arXiv, y los presentaron para su publicación en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
