La estructura esférica en el núcleo de la Vía Láctea formada en un solo estallido de formación estelar
Como otras galaxias espirales, la Vía Láctea tiene una esfera abultada de estrellas en su centro. Se llama 'The Bulge' y tiene un radio de aproximadamente 10,000 años luz. Los astrónomos han debatido los orígenes del bulto, y algunas investigaciones han demostrado que lo crearon múltiples episodios de formación estelar.
Pero una nueva encuesta con NOIRLab Cámara de energía oscura sugiere que un solo estallido épico de formación estelar creó el bulto hace más de 10 mil millones de años.
La Vía Láctea es una estructura masiva, que se extiende entre 170.000 y 200.000 años luz. No se sabe cuántas estrellas contiene, con estimaciones que oscilan entre 100 mil millones y 400 mil millones. Es probable que contenga un número similar de planetas.
Nuestro Sistema Solar está ubicado en el Brazo de Orión de la Vía Láctea, a unos 27.000 años luz del centro galáctico. Desde nuestro punto de vista, la Vía Láctea parece una vasta banda de luz nebulosa. Pero gracias a la astronomía moderna, conocemos muchos más detalles sobre la Vía Láctea. morfología .
Un esquema simple de la Vía Láctea. Crédito de la imagen: Por RJHall en Wikipedia en inglés, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=52696960
Sabemos que la Vía Láctea es un disco giratorio con brazos en espiral. Sabemos que hay un agujero negro supermasivo en el centro llamado Sagitario A *. Y sabemos que si bien el disco en su conjunto está aplanado, el abultamiento central es diferente. Es como dos huevos fritos con una yema que sobresale por arriba y por abajo.
Cómo se formó el abultamiento de las estrellas ha sido una pregunta sin respuesta. Existe evidencia de que creció durante miles de millones de años a medida que se formaban más y más estrellas. Algunos astrónomos han argumentado que se formó durante dos estallidos distintos de formación estelar, uno hace unos 10 mil millones de años y otro hace unos 3 mil millones de años.
'Algo diferente sucedió en el bulto'.
Michael Rich, co-investigador principal, Universidad de California, Los Ángeles.
“Muchas otras galaxias espirales se parecen a la Vía Láctea y tienen protuberancias similares, por lo que si podemos entender cómo la Vía Láctea formó su protuberancia, entonces tendremos una buena idea de cómo lo hicieron las otras galaxias también”, dijo el co-investigador principal Christian Johnson del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. Johnson es el autor principal de uno de los artículos que explican estos nuevos resultados. El documento se titula 'Blanco DECam Bulge Survey (BDBS) II: desempeño del proyecto, análisis de datos y primeros resultados científicos'. Se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Una nueva encuesta dice que las estrellas en el centro de la galaxia a 1000 años luz se formaron en un evento épico hace unos 10 mil millones de años. En ese momento, una gran cantidad de gas cayó en la región central, lo que provocó el nacimiento de todas las estrellas. Todo ese gas puede haber sido material primordial atraído hacia el centro, o puede haber venido de fusionarse con otra galaxia más pequeña.
Estos resultados provienen de un estudio de Dark Energy Camera (DECam) de aproximadamente 250 millones de estrellas. La encuesta se centró en la luz ultravioleta del llamado Grupo rojo estrellas. Los investigadores pudieron analizar la composición química de esas estrellas.
Esta imagen muestra una vista de campo amplio del centro de la Vía Láctea con una imagen extraída tomada por la Cámara de Energía Oscura (DECam) en el Observatorio Interamericano Cerro-Tololo en Chile. Mientras que la foto de la Vía Láctea abarca 71 grados del cielo, la imagen de DECam cubre 0,5 por 0,25 grados (un área aproximadamente dos veces más ancha que la Luna llena).
CRÉDITOS: Foto de la Vía Láctea: Akira Fujii; Foto insertada: CTIO / NOIRLab / NSF / AURA / STScI , W. Clarkson (UM-Dearborn), C. Johnson (STScI) y M. Rich (UCLA)
Normalmente, los astrónomos analizan la composición química de una estrella mediante espectroscopia. Ese puede ser un proceso laborioso, ya que solo se pueden analizar un puñado de estrellas a la vez. Pero en este DECam Bulge Survey, los astrónomos pudieron analizar muchos más a la vez. Se analizaron un total de 70.000 estrellas en el bulbo.
'Esta encuesta nos brinda una visión general del bulto de una manera que muchas encuestas anteriores no han podido hacer', agregó la coautora Caty Pilachowski de la Universidad de Indiana en Bloomington, Indiana.
Una propiedad crítica de las estrellas es su metalicidad . En astronomía, la metalicidad se refiere a la abundancia de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Si una población de estrellas tiene la misma metalicidad, es probable que tengan la misma edad y se hayan formado a partir del mismo cuerpo de material. Y las estrellas con mayor metalicidad son más antiguas que las estrellas con menor metalicidad porque los elementos más pesados solo pueden haber sido creado en la generación anterior s de estrellas.
Pero las estrellas de Bulge son un poco difíciles de descifrar.
Esta foto mirando hacia el centro de la galaxia Vía Láctea cubre 0,5 por 0,25 grados en el cielo (un área aproximadamente dos veces más ancha que la Luna llena) y contiene más de 180.000 estrellas. La imagen captura una porción de nuestra galaxia de unos 220 por 110 años luz de diámetro. Fue tomada con la Cámara de Energía Oscura del Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro-Tololo en Chile, un programa del NOIRLab de NSF. Crédito de la imagen: CTIO / NOIRLab / NSF / AURA / STScI , W. Clarkson (UM-Dearborn), C. Johnson (STScI) y M. Rich (UCLA)
Parecen ser más jóvenes de lo que son y contienen aproximadamente la misma cantidad de metales que el Sol. Pero el Sol tiene solo unos 4.500 millones de años y las estrellas Bulge son más antiguas. El Sol tiene una metalicidad más alta porque es joven; se formó a partir de material que ya había pasado por ciclos de nacimiento y muerte de estrellas, lo que enriqueció su material original con elementos más pesados.
La pregunta es, ¿por qué estas estrellas más viejas en Bulge tienen una metalicidad tan alta?
“Algo diferente sucedió en el bulto. Los metales se acumularon muy, muy rápidamente, posiblemente en los primeros 500 millones de años de su existencia ”, dijo el co-investigador principal Michael Rich de la Universidad de California en Los Ángeles.
Si las estrellas se forman durante un período de tiempo más largo, deberían exhibir diferentes niveles de metalicidad. Si se formaron todos a la vez, sus niveles de metalicidad deberían ser similares. El estudio de DECam encontró que todas las estrellas dentro de los 1000 años luz del centro galáctico tenían la misma metalicidad promedio. Eso sugiere que todos se formaron en un episodio unificado de nacimiento de estrellas.
Los datos de la encuesta sugieren que ese episodio de nacimiento de estrellas fue hace unos 10 mil millones de años.
“Nuestro estudio es único porque pudimos escanear una sección continua de la protuberancia en longitudes de onda de luz desde ultravioleta hasta visible e infrarrojo cercano. Eso nos permite comprender claramente cuáles son los diversos componentes del bulto y cómo encajan ”, dijo Johnson.
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