La mitad de nuestra Vía Láctea ya no será un misterio

La gran mayoría de imágenes que observamos de nuestra galaxia hogar en donde se muestra una galaxia espiral estándar vista de frente, un enorme molinete de luz de las estrellas y polvo que contiene cientos de miles de millones de estrellas son meramente fantasía. Sin embargo, las nuevas mediciones récord permitirán a los astrónomos perforar el velo del centro galáctico como nunca antes, y construir mejores mapas de la estructura de nuestra galaxia.

Aunque conocemos que la Vía Láctea es una galaxia espiral llena de estrellas que supera los 100.000 años luz de ancho, y sabemos que nuestro Sistema Solar se desplaza entre dos brazos en espiral hacia las afueras, a unos 27.000 años luz de su centro, realmente más allá no conocemos mucho más ya que ninguna sonda espacial o telescopio construido por humanos ha escapado alguna vez de la Vía Láctea para volver atrás y tomar un retrato de la misma.


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Todo esto ocurre debido a que estamos incrustados en el disco de nuestra galaxia, solo podemos verla como una brillante banda de estrellas en el cielo. Para los astrónomos que intentan mapearla, el esfuerzo es un poco como aprender la anatomía de un cuerpo humano desde la perspectiva de una única célula cutánea en algún lugar de un antebrazo.

Via lactea desde el observatorio paranal
Panorámica nocturna de la Vía láctea observada desde el Obervatorio Paranal hogar del telescopio gigante del ESO. Cortesía: Wikimedia Commons

Y es inevitable que surjan las siguientes preguntas: ¿Cuántos brazos espirales tiene la Vía Láctea? y ¿cómo se ramifican y se enrollan esos brazos espirales alrededor de la galaxia? ¿Cuántas estrellas contiene realmente la Vía Láctea? ¿Cuánto pesa?

¿Cómo esta nueva práctica podría resolver estas preguntas?

Entre los mayores obstáculos para nuestro conocimiento está el disco de la galaxia, en particular su centro, que está lleno de polvo que absorbe las estrellas y está lleno de enérgicos estallidos astrofísicos que pueden arruinar las delicadas observaciones. Esto significa que sabemos muy poco sobre el otro lado de la galaxia. Científicos como Thomas Dame, astrónomo del Centro de astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) explican y hacen una analogía a Scientifc American con respecto a la dificultad de la realización de estos estudios:

“En términos de rastrear y comprender la estructura en espiral, esencialmente la mitad de la Vía Láctea es terra incognita… Ópticamente, es como tratar de mirar a través de un paño de terciopelo negro”


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Ahora estas nuevas técnicas en vez de usar la luz visible, hacen uso de emisiones de radio provenientes de nubes de gas moleculares y estrellas masivas y jóvenes, las cuales típicamente residen en brazos espirales. El desafío radica en medir, en ausencia de señales de carretera intergalácticas convenientes o marcadores de distancia, qué tan lejos están estos objetos. Sin conocer estas distancias, los astrónomos no pueden situar con precisión ninguna fuente de radio dada dentro de la galaxia para reconstruir con precisión la morfología de la Vía Láctea.

Para mapear la mitad oculta de la Vía Láctea se requiere un método más directo, donde los objetos no se mueven ni se alejan de nosotros, sino que se mueven perpendicularmente a nuestra línea de visión. Dame y otros científicos, han hecho uso del  Very Long Baseline Array de la National Science Foundation (VLBA), un sistema interconectado de 10 radiotelescopios que se extiende a lo largo de Hawai, América del Norte y el Caribe. Con este sistema los científicos, midieron directamente la distancia a un objeto llamado G007.47 + 00.05, que se encuentra en la región formadora ubicada en el lado opuesto de la galaxia desde nuestro sistema solar.

VLBA radiotelescopios
Uno de los diez radio telescopios del VLBA ubicado en Owens Valley, California. Cortesía: Wikimedia Commons

¿Qué es el paralaje?

La medición mostró que la región está a unos 66,000 años luz de distancia, casi 40,000 años luz más allá del centro galáctico, y aproximadamente el doble de la distancia de la distancia directa de la Vía Láctea. Para hacer uso del sistema, los científicos se basaron en la técnica del paralaje, que mide el cambio aparente en la posición celestial de un objeto cuando se ve desde lados opuestos de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Usted puede ver el paralaje en escalas más pequeñas simplemente sosteniendo un dedo delante de su cara y haciendo un guiño a un ojo y luego al otro. Parece que tu dedo salta de lado a lado; calcular su distancia desde su cara es tan simple como medir el ángulo de su desplazamiento aparente.

Cuanto menor sea el ángulo, mayor será la distancia. Y cuanto más amplia sea la distancia entre sus dos detectores, ya sean ojos o platos de radio, más aguda será su medida. Las observaciones de paralaje de la VLBA tuvieron lugar en 2014, cuando la Tierra estaba en un lado de su órbita, y luego seis meses después en 2015, cuando nuestro planeta estaba en el lado opuesto del sol. Esto maximizó la sensibilidad de la técnica, lo que le permite medir el desplazamiento minúsculo en la posición aparente de la región formadora de estrellas distante.


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Esta no ha sido la primera vez que ha sido utilizada la técnica del paralaje para hacer mediciones radiométricas. En 2011, Dame y sus colegas usaron medidas de radio para rastrear provisionalmente el camino de un brazo en espiral, llamado Scutum-Centaurus. Sus mediciones fragmentarias sugirieron que este brazo podría envolver casi la totalidad de la Vía Láctea, pero perdieron su rastro, y la evidencia crucial de su gran extensión de galaxia, en las proximidades del centro galáctico oscuro y turbulento.

Estrellas de Scutum centaurus
RSGC1 (Red Supergiant Cluster 1) es un grupo de supergigantes rojas masivo y joven que pertenece a la Vía Láctea especificamente en la intersección del extremo norte de la Vía Láctea y la porción interna del brazo Scutum-Centaurus, uno de sus dos brazos espirales principales. Cortesía: NASA/JPL-Caltech, D. Figer (STScI/RIT)

¿Qué es el gran proyecto BeSSeL?

Todas estas investigaciones que en el 2011 según palabras de Dame serían “muy difíciles” de realizar hoy por hoy son posibles al estar enmarcadas dentro del Trabajo sobre la Estructura de la Barra y la Estructura en Espiral (BeSSeL por sus siglas en inglés)  dirigida por Mark Reid, quien al igual que Dame, es un astrónomo de radio en el CfA. BeSSeL usó 3.500 horas en el VLBA para obtener más de 200 mediciones de distancia de regiones formadoras de estrellas diseminadas por toda la Vía Láctea. Muchas de estas mediciones ahora están rastreando nuevos detalles en la filigrana de brazos espirales de la galaxia.

Aunque esto configure un gran avance, al estar en el hemisferio norte, el VLBA y BeSSeL no pueden estudiar la mayoría de las regiones formadoras de estrellas visibles desde el cielo del sur. E incluso si pudieran, el paralaje por sí solo no completará el mapa galáctico. Debido a que cada medición de paralaje para regiones formadoras de estrellas lejanas del otro lado de la galaxia es tan difícil y requiere mucho tiempo, los astrónomos están de acuerdo en que servirán principalmente como puntos de calibración importantes para aumentar las mediciones de distancias cinemáticas existentes.


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El mayor avance en el futuro radicará en el uso combinado de paralaje, movimiento adecuado y datos de distancia cinemática a través de proyectos que utilizan radiotelescopios basados ​​en el hemisferio sur, así como de datos basados ​​en el espacio del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea. Este último está usando mediciones de paralaje de luz visible para determinar las posiciones precisas de miles de millones de estrellas de la Vía Láctea. Tomados en conjunto, el mapa resultante ayudará a los astrónomos a determinar muchos aspectos fundamentales aún desconocidos de nuestra galaxia, como la velocidad y la uniformidad con que gira. Esto les permitirá finalmente determinar cuán masiva de la Vía Láctea realmente es y potencialmente, producir nuevos conocimientos sobre el inventario de nuestra galaxia de estrellas, materia oscura y satélites pequeños que se esconden en sus bordes.

Así se ve la Vía Láctea desde la Estación Espacial Internacional

Impresionante visión de la Vía Láctea desde la Estación Espacial Internacional

Tom Bania, un astrónomo de la Universidad de Boston, plantea una pregunta crítica tanto para la astrofísica como para el público en general: ¿Qué tan importante es realmente el ver claramente al otro lado de nuestra propia galaxia? La respuesta que da el astrónomo es la siguiente:

“Es lo más importante en toda la astrofísica. Le tomó a la humanidad miles de años mapear la Tierra con precisión; un mapa de la galaxia limitará aproximadamente una docena de modelos de la estructura y evolución de la Vía Láctea. Para mí, tal vez el Santo Grial de la astronomía es proporcionar una perspectiva clara de nuestra relación con el universo físico. El mapa de nuestra galaxia es parte de eso, y ese mapa aún está incompleto”.


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Posiblemente en los próximos años ese desconocimiento esté a punto de ser derrotado gracias a BeSSel. En solo unos años más deberíamos tener un mapa que nos muestre cómo es realmente la Vía Láctea y de seguro encontraremos una infinidad de objetos que nos llenaran de gran apasionamiento por el conocimiento del Universo.

La mitad de nuestra Vía Láctea ya no será un misterio
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Estudiante de Ingeniería Química en la Universidad de Los Andes y gran apasionado por la ciencia.

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