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.
Enlaces
Artículos científicos: Wegg et al y Vasquez et al.
Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1339.
Imágenes
Impresión artística del bulbo central de la Vía Láctea
Esta impresión artística muestra el aspecto que tendría la Vía Láctea vista casi desde su extremo y desde una perspectiva muy diferente de la que vemos desde la Tierra. El bulbo central se muestra como una brillante bola de estrellas con forma de cacahuete y los brazos espirales y sus nubes de polvo asociadas forman una banda estrecha.
Crédito: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt Imagen eso1339a
El Centro Galáctico y el Bulbo sobre el telescopios de 3,6 metros de ESO
El telescopio de 3,6 metros de ESO, en La Silla, durante una observación. La Vía Láctea, nuestra galaxia, se extiende a lo largo de esta imagen: distinguimos perfectamente una estructura en forma de disco vista desde un extremo. Sobre la cúpula del telescopio, iluminada por la Luna y parcialmente oculta tras las nubes oscuras de polvo, se encuentra el prominente y amarillento bulbo central de la Vía Láctea. Todo el plano de la galaxia está poblado por unos cien mil millones de estrellas, así como por importantes cantidades de gas y polvo interestelar. El polvo absorbe la luz visible y la reemite en una longitud de onda más larga, por lo que es totalmente opaca a nuestros ojos. Las antiguas civilizaciones andinas dieron forma a sus constelaciones con formas de animales en esas líneas oscuras. Siguiendo la oscura línea que parece crecer desde el centro de la galaxia hacia la parte superior, vemos la rojiza nebulosa en torno a Antares (Alpha Scorpii). El propio Centro Galáctico se encuentra en la constelación de Sagitario y alcanza su máxima visibilidad durante la estación invernal austral. El telescopio de 3,6 metros de ESO, inaugurado en 1976, opera actualmente el espectrógrafo HARPS, el “cazador” de exoplanetas más preciso del mundo. Situado a 600 km al norte de Santiago, a 2.400 metros de altitud, en las faldas del desierto chileno de Atacama, La Silla fue el primer emplazamiento de ESO en Chile y, en su momento, fue el mayor observatorio del mundo.
Esta fotografía fue tomada por el Fotógrafo embajador de ESO Serge Brunier.
Crédito: ESO/S. Brunier Imagen eso1339b
Part of the VVV view of the bulge of the Milky Way from ESO's VISTA
This large star-filled picture is a tiny part of the VVV survey conducted by ESO’s VISTA infrared survey telescope. It shows a patch of sky in the direction of the centre of the Milky Way and includes many thousands of stars that form part of the Milky Way bulge. The star catalogues from the VVV survey have been used to map out the shape of the bulge more accurately than ever before.
Credit: ESO/VVV Survey/D. Minniti, I. Toledo Imagen eso1339c
Visión del Hubble de la galaxia NGC 4710 con el bulbo en forma de X
Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA muestra a la galaxia NGC 4710 de canto. Cuando miramos fijamente al centro de la galaxia, podemos detector una débil, casi etérea estructura en forma de "X". Esta característica, denominada por los astrónomos como de bulbo en forma de “caja” o de cacahuete, se debe a los movimientos verticales de las estrellas en la barra de la galaxia y solo es evidente cuando la galaxia se ve de canto. Esta curiosa forma también se da en la Vía Láctea.
Crédito: NASA & ESA Imagen eso1339d
Impresión artística de la vía Láctea (actualizada – con anotaciones)
Esta detallada impresión artística con anotaciones muestra la estructura de la Vía Láctea, incluyendo la ubicación de los brazos espirales y otros componentes como el bulbo. Esta versión de la imagen ha sido actualizada para incluir los datos más recientes sobre la forma del bulbo central deducidos del sondeo del telescopio VISTA de ESO, instalado en el Observatorio Paranal de ESO.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt Imagen eso1339e
Visión del instrumento “Wide Field Imager” de parte del bulbo de la Vía Láctea
Esta imagen llena de estrellas fue tomada por el instrumento Wide Field Imager, instalado en el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile. Muestra una parte del cielo en dirección al centro de la Vía Láctea e incluye muchos miles de estrella que forman parte del bulbo de la Vía Láctea. Se han utilizado comparaciones muy precisas de este tipo de imágenes, tomadas con once años de diferencia, para medir los movimientos de las estrellas del bulbo y ayudar a desvelar los misterios de las partes centrales de la galaxia.
Crédito: ESO/M. Zoccali Imagen eso1339f
Artist's impression of the Milky Way
This detailed artist’s impression shows the structure of the Milky Way, including the location of the spiral arms and other components such as the bulge. This version of the image has been updated to include the most recent mapping of the shape of the central bulge deduced from survey data from ESO’s VISTA telescope at the Paranal Observatory.
Credit: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt Imagen eso1339g
Videos
Impresión artística de la Vía Láctea
Esta impresión artística muestra el aspecto que tendría la Vía Láctea vista casi desde perspectivas muy diferentes a las que vemos desde la Tierra. Desde algunos ángulos, el bulbo central se muestra como una brillante bola de estrellas con forma de cacahuete y desde arriba se ve con claridad la estrecha barra central. También se distinguen con claridad los numerosos brazos espirales y sus nubes de polvo asociadas.
Crédito: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt Video eso1339a
Simulation of the X-shaped bulge of the Milky Way
Animation of a barred galaxy like the Milky Way showing the presence of an X-shaped bulge. The X-shape extends to about one half of the bar radius. It is directly visible when the bar is seen from the side, but when the viewer is close to the long axis of the bar it cannot be seen directly and its presence can only be inferred from the distribution of brightnesses of stars along a given direction.
Credit: University of Central Lancashire/V. Debattista (simulation)/L. Noel (animation)/ESO Video eso1339b
