Nota de prensa

Un cacahuete en el centro de nuestra galaxia

Se elabora el mejor mapa 3D del bulbo central de la Vía Láctea obtenido hasta el momento gracias a datos de telescopios de ESO

12 de Septiembre de 2013

Dos equipos de astrónomos han utilizado datos obtenidos con telescopios de ESO para crear el mejor mapa tridimensional hecho hasta el momento de las zonas centrales de la Vía Láctea. Han descubierto que, desde algunos ángulos, las regiones interiores parecen tener forma de cacahuete o de X. Esta extraña forma se mapeó utilizando datos públicos del telescopio de sondeo VISTA de ESO, junto con medidas del movimiento de cientos de estrellas muy débiles pertenecientes al bulbo central.

Una de las zonas más importantes y más masiva de la galaxia  — que se extiende a lo largo de miles de años luz — es el bulbo galáctico. Esta enorme nube central de unos 10.000 millones de estrellas se extiende miles de años luz, pero aún no se comprenden muy bien ni su estructura ni su origen.

Lamentablemente, desde nuestra situación dentro del disco galáctico, la visión de esa región central — que se encuentra a unos 27.000 años luz de distancia — se oscurece  mucho debido a las densas nubes de gas y polvo. Los astrónomos solo pueden obtener una visión útil del bulbo observando en longitudes de onda mayores, como la radiación infrarroja, que puede penetrar en las nubes de polvo.

Observaciones anteriores llevadas a cabo por el sondeo infrarrojo 2MASS ya habían ofrecido pistas sobre el hecho de que el bulbo tenía una misteriosa estructura en forma de X. Ahora, dos equipos de científicos han utilizado nuevas observaciones de varios telescopios de ESO para obtener una visión mucho más clara de la estructura del bulbo central.

El primer equipo, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) en Garching (Alemania), utilizó el sondeo en el infrarrojo cercano VVV [1] del Telescopio VISTA, en el Observatorio Paranal de ESO en Chile (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309). Este nuevo sondeo público puede captar estrellas treinta veces más débiles que las captadas por sondeos anteriores del bulbo. El equipo identificó un total de 22 millones de estrellas pertenecientes a un tipo de estrellas rojas gigantes cuyas propiedades, bien conocidas, nos permiten calcular sus distancias con mucha precisión [2].

La profundidad del catálogo de estrellas de VISTA supera con creces los trabajos anteriores y ahora podemos detectar toda la población de este tipo de estrellas en todas las zonas del bulbo, salvo en las más oscurecidas”, explica Christopher Wegg (MPE), autor principal del primer estudio. “A partir de esta distribución estelar podemos hacer un mapa tridimensional del bulbo galáctico. Es la primera vez que se ha llevado a cabo un mapa de este tipo sin asumir un modelo para la forma del bulbo”.

“Descubrimos que la zona interior de nuestra galaxia tiene forma de cáscara de cacahuete si la miramos desde un lado, y si la mirásemos desde arriba tendría una forma de barra muy alargada“, añade Ortwin Gerhard, coautor del primer artículo y jefe del Grupo de Dinámicas en el MPE [3]. “Es la primera vez que vemos esto con tanta claridad en nuestra propia Vía Láctea, y tanto las simulaciones de nuestro grupo como las de otros equipos de investigación muestran que esta forma es característica de una galaxia barrada que comenzó siendo tan solo un disco de estrellas”.

El segundo equipo internacional, encabezado por el estudiante de doctorado chileno Sergio Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; y ESO, Santiago, Chile) adoptó un enfoque diferente a la hora de definir la estructura del bulbo. Comparando imágenes obtenidas con once años de diferencia por el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros pudieron medir los pequeños desplazamientos provocados por el movimiento de las estrellas del bulbo en el cielo. Esta información se combinó con las medidas del movimiento de las mismas estrellas acercándose o alejándose de la Tierra con el fin de calcular los movimientos de más de 400 estrellas en tres dimensiones [4].

“Es la primera vez que se obtiene un número tan grande de velocidades en tres dimensiones para estrellas individuales de ambos lados del bulbo”, concluye Vásquez. “Las estrellas que hemos observado parecen estar moviéndose a lo largo de los brazos del bulbo en forma de X, ya que sus órbitas van de arriba a abajo y fuera del plano de la Vía Láctea. ¡Todo encaja perfectamente con las predicciones de los últimos modelos!”.

Los astrónomos creen que, originalmente, hace miles de millones de años, la Vía Láctea era tan solo un disco de estrellas que formó una barra plana [5]. Entonces, la parte interior colapsó, generando esa forma tridimensional en forma de cacahuete que hoy vemos en las nuevas observaciones.

Notas

[1] Las siglas VVV corresponden a “VISTA Variables in the Via Lactea Survey”. Este es uno de los seis grandes sondeos llevados a cabo por el telescopio VISTA. Los datos del sondeo VVV se ponen a disposición de la comunidad científica internacional de forma periódica a través del archivo científico de ESO (ESO Science Archive Facility), lo que facilitó esta investigación en el MPE.

[2] En este estudio se eligieron grupos de estrellas gigantes rojas porque pueden utilizarse como candelas tipo, es decir, como modelos: en ese estadio de la vida de una estrella gigante su luminosidad es más o menos independiente de su edad o composición. La cantidad de gas y polvo que oscurece las estrellas se calcula directamente de los colores observados en el grupo de estrellas rojas, de manera que puede medirse su distribución de brillo sin ese oscurecimiento. Por tanto, dado que las estrellas rojas del grupo tienen aproximadamente el mismo brillo intrínseco, esto nos dará distancias aproximadas a cada estrella. La buena cobertura espacial del sondeo VVV permitió hacer medidas a lo largo de toda la región interior de la Vía Láctea, y a partir de estas medidas se construyó la medida tridimensional de la estructura del bulbo.

[3] Se han observado estructuras de cacahuete similares en los bulbos de otras galaxias y  simulaciones hechas con modelos informáticos han predicho su formación. Estos modelos muestran que la forma de cacahuete se origina por las estrellas cuyas órbitas forman una estructura en forma de X.

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

[5] Muchas galaxias, incluyendo la Vía Láctea, tienen largas y estrechas estructuras que atraviesan sus regiones centrales, y son conocidas como barras.

Información adicional

Esta investigación se presentó en los artículos “Mapping the three-dimensional density of the Galactic bulge with VVV red clump stars” por C. Wegg et al., que aparece en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; y “3D kinematics through the X-shaped Milky Way bulge”, por S. Vásquez et al., recientemente publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

El primer equipo está formado por C. Wegg y O. Gerhard (ambos del Instituto Max-Planck  de Física Extraterrestre, Garching, Alemania).

El segundo equipo está compuesto por S. Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), M. Zoccali (Pontificia Universidad Católica de Chile), V. Hill (Universidad de Niza Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Niza, Francia), A. Renzini (INAF – Observatorio Astronómico de Padua, Italia; Observatorio de París, Francia), O. A. González (ESO, Santiago, Chile), E. Gardner (Universidad de Franche-Comté, Besançon, Francia), V. P. Debattista (Universidad de Central Lancashire, Preston, Reino Unido), A. C. Robin (Universidad de Franche-Comté), M. Rejkuba (ESO, Garching, Alemania), M. Baffico (Pontificia Universidad Católica de Chile), M. Monelli (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, España; Universidad de La Laguna, La Laguna, Tenerife, Spain), V. Motta (Universidad de Valparaiso, Chile) y D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile; Observatorio del Vaticano, Italia).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de quince países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Enlaces

• Artículos científicos: Wegg et al y Vasquez et al.
• Fotos de VISTA
• Fotos del VLT

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1339.