Las corrientes estelares están revelando sus secretos.

Un estudio detallado de 12 corrientes de estrellas que giran dentro y alrededor de la Vía Láctea ayudará en última instancia a arrojar luz sobre el halo de materia oscura de nuestra galaxia.

La representación de un artista muestra decenas de corrientes estelares que rodean nuestra Vía Láctea. Estas corrientes solían ser galaxias satélite compañeras o cúmulos globulares, pero fueron (y siguen siendo) destrozadas por la gravedad de nuestra galaxia.
Crédito: Colaboración de James Josephides y S5.

Los astrónomos han mapeado con precisión 12 corrientes estelares en y alrededor de la Vía Láctea. Estas estructuras en forma de cinta de estrellas que se mueven de manera coherente son los restos de galaxias satélite o cúmulos globulares destrozados por las fuerzas de marea de nuestra galaxia. El seguimiento de sus posiciones y movimientos en 3D eventualmente ayudará a trazar la distribución de la materia oscura en la Vía Láctea.

Las corrientes estelares se descubrieron por primera vez en la década de 1970, pero la cantidad de sistemas conocidos ha aumentado espectacularmente en los últimos años, gracias a programas como el Estudio Pan-STARRS 1 en Haleakalā, Hawái, y el Estudio de Energía Oscura en los Andes chilenos. En la actualidad, los astrónomos conocen casi 70 corrientes.

Haciendo un mapeo tridimensional de 12 corrientes estelares y determinando sus movimientos

En un artículo que aparecerá en The Astrophysical Journal (preimpresión disponible aquí), un equipo dirigido por Ting Li (Universidad de Toronto) presenta un análisis detallado de 12 de estas corrientes. Usando un espectrógrafo de fibra óptica en el Telescopio Anglo-Australiano de 3,9 metros en Nueva Gales del Sur, Li y sus colegas midieron las velocidades radiales y las composiciones químicas de docenas o incluso cientos de estrellas miembros en cada flujo.

El equipo combinó esta información con datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, que proporciona estimaciones de distancia y mediciones de los movimientos de las estrellas en el cielo para producir una imagen tridimensional completa de dónde se encuentran las corrientes y cómo están orbitando la Vía Láctea. Li espera muchos más resultados similares para otras corrientes estelares en un futuro próximo.

En una conferencia de prensa de la Sociedad Astronómica Estadounidense el Martes, Li explicó cómo el proyecto de Sondeo Espectroscópico de la Corriente Estelar del Sur (S 5) del equipo pudo distinguir si una corriente de estrellas provenía de una galaxia enana o de un cúmulo globular.

Las galaxias enanas pueden experimentar múltiples estallidos de formación estelar, por lo que sus estrellas exhiben una mayor distribución en edad y composición química. Por el contrario, las estrellas de un cúmulo globular nacieron todas en la misma época, por lo que tienen composiciones similares. Dado que los cúmulos globulares son menos masivos que las galaxias enanas, también tienen una dispersión de velocidad menor.

Seis de las 12 corrientes (ATLAS-Aliqua Uma, Jet, Ophiuchus, Phoenix, Willka Yaku y 300S) resultan ser cúmulos globulares triturados, mientras que las otras seis (Elqui, Indus, Jhelum, Orphan-Chenab, Palca y Turranburra) son los restos de galaxias satélite.

La mayoría de las corrientes están en órbitas progresivas, lo que significa que orbitan en la misma dirección que la rotación de la Vía Láctea. Tres están en órbitas casi polares y solo dos (ambas corrientes de cúmulos globulares) tienen órbitas retrógradas.

“Este es un tremendo esfuerzo para comprender las corrientes estelares de la Vía Láctea”, dice Lina Necib (MIT), que no participó en el estudio. «Mapear las corrientes es fundamental en un conjunto de campos diferentes».

Por un lado, tales observaciones detalladas eventualmente arrojarán luz sobre los hábitos de alimentación de nuestra galaxia natal. Durante miles de millones de años, la Vía Láctea se ha engordado al engullir sistemas más pequeños. La arqueología galáctica puede revelar los detalles de este proceso, por ejemplo, si nuestra galaxia ha engullido o no grupos de galaxias a la vez.

Las corrientes estelares y la Materia Oscura

Además, dado que las ubicaciones y los movimientos de las corrientes estelares están completamente determinados por el campo gravitatorio de nuestra galaxia natal, los astrónomos pueden usar sus movimientos para derivar la distribución de la materia oscura en el halo de la Vía Láctea. El trabajo anterior de Li y sus colegas ya sugirió que al menos una corriente estelar puede haber sido perturbada por la gravedad de los cúmulos cercanos de materia oscura.

Según Necib, muchas propiedades de las corrientes están correlacionadas con la materia oscura. “Todavía queda mucho trabajo por hacer en esta área para comprender tales correlaciones”, dice ella. “Este trabajo proporciona las observaciones necesarias para un estudio comparativo”.

Sin embargo, Li advierte que probablemente no será posible llegar a conclusiones firmes sobre la materia oscura antes de que se hayan analizado muchas más corrientes estelares, con suerte con aún mayor detalle. “Somos pioneros y pioneros en este viaje”, dijo en un comunicado de prensa. “Va a ser muy emocionante”.

Fuente: Sky & Telescope.

Artículo original:Stellar streams are revealing their secrets‘. Govert Schilling. January 12, 2022.

Material relacionado

Un nuevo mapa panorámico del cielo de las corrientes estelares de la Vía Láctea

Estructuras de corrientes estelares en el cielo galáctico del norte, obtenidas por el algoritmo STREAMFINDER después de procesar los datos de Gaia. Cada punto en este mapa es una estrella, donde el color asociado representa sus velocidades de flujo.  Se puede ver una rica red de arroyos entrecruzados. Además de detectar flujos previamente conocidos, por ejemplo, el llamado flujo «GD-1», los investigadores también informaron varios flujos como nuevos descubrimientos, con el sufijo aquí «*». Crédito de la imagen: Khyati Malhan, Rodrigo A. Ibata, Nicolas F. Marti.

Un grupo de investigadores del Observatoire Astronomique de Strasbourg creó un mapa estructural y cinemático de todo el cielo de las subestructuras de corrientes estelares del halo de la Vía Láctea. Esto se logró utilizando Gaia Data Release 2 y fue posible gracias a la calidad sin precedentes de los datos.

Este mapeo inicial de las subestructuras estelares en el halo galáctico comienza a desentrañar la compleja historia de formación de nuestra Galaxia. La formación y evolución de las galaxias es uno de los grandes problemas pendientes de la astrofísica. Uno de los marcos prevalecientes que intenta explicar la estructura y la composición de la galaxia de la Vía Láctea, conocido como el marco de formación de la estructura jerárquica, sugiere que el halo de la Vía Láctea se formó durante un período prolongado a través de la agregación y acreción de sistemas de masas más pequeños, (como las galaxias satélite). Al final del artículo hay una actualización de Abril, 2019, con una imagen de la población de corrientes estelares entrelazadas que rodean la galaxia interna

La publicación a continuación lo explica:

Un estudio más moderno de Mayo de 2021:

Nix, una corriente de estrellas no nacidas en nuestra galaxia, descubierta en la Vía Láctea.

Una imagen a partir de una simulación de galaxias individuales que se forman, comenzando en un momento en que el Universo tenía solo unos pocos millones de años. 
Crédito:
Grupo de Investigación Hopkins, Caltech
.

Los astrónomos pueden estar toda su carrera sin encontrar un nuevo objeto en el cielo. Pero para Lina Necib, una Investigadora Postdoctoral en Física Teórica en Caltech, el descubrimiento de un grupo de estrellas en la Vía Láctea, pero no nacido de la Vía Láctea, llegó temprano, con un poco de ayuda de las supercomputadoras, el observatorio espacial Gaia y nuevos métodos de aprendizaje profundo.

Escribiendo en Nature Astronomy esta semana, Necib y sus colaboradores describen Nyx, una nueva y enorme corriente estelar en las proximidades del Sol, que puede proporcionar la primera indicación de que una galaxia enana se había fusionado con el disco de la Vía Láctea. 

Se cree que estas corrientes estelares son cúmulos globulares o galaxias enanas que se han extendido a lo largo de su órbita por las fuerzas de marea antes de ser completamente interrumpidas.

El descubrimiento de Nyx tomó una ruta tortuosa, pero una que refleja la forma multifacética en que hoy se estudia la Astronomía y la Astrofísica. El artículo a continuación lo presenta y contiene una selección de recursos sobre sobre la la misión GAIA y la Vía Láctea.

Cadena de estrellas relacionadas en la Vía Láctea

Una representación artística de corrientes estelares genéricas en la Vía Láctea. 
Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Herido, SSC y Caltech.

Una corriente estelar es un patrón lineal raro, más que un cúmulo de estrellas. Un equipo de astrofísicos descubrió que todas las 468 estrellas de Theia 456 nacieron al mismo tiempo y viajan en la misma dirección en el cielo. El hallazgo lo hicieron después de combinar múltiples conjuntos de datos capturados por el telescopio espacial Gaia.

Sobre la Materia Oscura

Vera Rubin se muestra aquí en 1974, analizando datos de diferentes partes de una galaxia para determinar sus propiedades de rotación. 
El descubrimiento de que los efectos de la gravedad no trazaron el mismo camino que la luz de las estrellas fue uno de los descubrimientos más importantes del siglo XX, y llevó la materia oscura a la corriente principal de la ciencia desde los márgenes, donde había languidecido durante la mayor parte del tiempo del siglo 20. Su trabajo cambió nuestra concepción del Universo para siempre.
Crédito: Carnegie Institution for Science / Associated Press.

El lector puede visitar la publicación a continuación donde encontrará la historia de la Materia Oscura junto a una selección de recursos sobre el tema.

Curiosidades

Intenso destello del agujero negro de la Vía Láctea iluminó gas lejos de nuestra galaxia.

Un estallido enorme desde la vecindad del agujero negro central de la Vía Láctea envió conos de radiación ultravioleta por encima y por debajo del plano de la galaxia y hacia el espacio. El cono de radiación que salió del polo sur de la Vía Láctea iluminó una enorme estructura de gas en forma de cinta llamada Corriente de Magallanes. Este vasto tren de gas recorre las dos galaxias satelitales prominentes de la Vía Láctea: la Gran Nube de Magallanes (LMC) y su compañera, la Pequeña Nube de Magallanes (SMC). Los astrónomos estudiaron líneas de visión para los cuásares muy por detrás de la Corriente de Magallanes y detrás de otra característica llamada El Brazo Principal, un “brazo” gaseoso hecho jirones y triturado que precede al LMC y al SMC en su órbita alrededor de la Vía Láctea. A diferencia de la Corriente de Magallanes, el Brazo principal no mostró evidencia de estar iluminado por la bengala. El mismo evento también «eructó» plasma caliente que ahora se eleva en lóbulos a unos 30,000 años luz por encima y por debajo del plano de nuestra galaxia.
Créditos: NASAESA y L. Hustak ( STScI).

Explosión cataclísmica sentida a 200,000 años luz de distancia.

Hace unos 3,5 millones de años, nuestros ancestros homínidos distantes podrían haber notado un misterioso punto brillante a lo largo del arco de la Vía Láctea llena de estrellas. Hoy sabemos que esto habría sido evidencia de una tremenda explosión alrededor de un agujero negro que sacudió el centro de nuestra galaxia. Los científicos que usan el Hubble ahora ven las secuelas de ese enorme destello de luz que salió del centro de nuestra galaxia en ese entonces. Iluminaba una enorme cola de gas en forma de cinta que orbitaba la Vía Láctea. Llamada la Corriente de Magallanes, este largo sendero se encuentra lejos de nuestra galaxia, a una distancia promedio de 200,000 años luz. Como una estela de avión, se extiende desde las galaxias enanas vecinas llamadas Nubes de Magallanes Grande y Pequeña. Los investigadores hicieron cuidadosas mediciones ultravioletas de los cuásares distantes detrás de la Corriente de Magallanes.

Marcar el enlace permanente.

Comentarios cerrados.