‘Bandera roja’ científica revela nuevas pistas sobre nuestra galaxia

Averiguar cuánta energía impregna el centro de la Vía Láctea: un descubrimiento publicado en la edición del 3 de julio de la revista Avances científicos “Podría dar nuevas pistas sobre la fuente fundamental del poder de nuestra galaxia”, dijo L. Matthew Haffner, de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle.

El núcleo de la Vía Láctea vibra con hidrógeno que ha sido ionizado o despojado de sus electrones para que tenga mucha energía, dijo Haffner, profesor asistente de física y astronomía en Embry-Riddle y coautor del Avances científicos papel. “Sin una fuente continua de energía, los electrones libres generalmente se encuentran y se recombinan para volver a un estado neutral en un período de tiempo relativamente corto”, explicó. “Ser capaz de ver el gas ionizado de nuevas maneras debería ayudarnos a descubrir los tipos de fuentes que podrían ser responsables de mantener todo ese gas energizado”.

Estudiante graduado de la Universidad de Wisconsin-Madison Dhanesh Krishnarao (“DK”), autor principal del Avances científicos paper, colaboró ​​con Haffner y el profesor Bob Benjamin de UW-Whitewater, un experto líder en la estructura de estrellas y gas en la Vía Láctea. Antes de unirse a Embry-Riddle en 2018, Haffner trabajó como científico de investigación durante 20 años en la Universidad de Washington, y continúa sirviendo como investigador principal del Wisconsin H-Alpha Mapper, o WHAM, un telescopio con sede en Chile que se utilizó para el equipo. último estudio

Para determinar la cantidad de energía o radiación en el centro de la Vía Láctea, los investigadores tuvieron que mirar a través de una especie de cubierta de polvo hecha jirones. Repleto de más de 200 mil millones de estrellas, la Vía Láctea también alberga parches oscuros de polvo y gas interestelar. Benjamin estaba observando los datos WHAM de dos décadas cuando vio una bandera roja científica, una forma peculiar que sobresalía del centro oscuro y polvoriento de la Vía Láctea. La rareza era el gas de hidrógeno ionizado, que aparece rojo cuando se captura a través del sensible telescopio WHAM, y se movía en dirección a la Tierra.

La posición de la característica, conocida por los científicos como el “Disco inclinado” porque parece inclinada en comparación con el resto de la Vía Láctea, no puede explicarse por fenómenos físicos conocidos como la rotación galáctica. El equipo tuvo una rara oportunidad de estudiar el disco inclinado sobresaliente, liberado de su cubierta de polvo irregular, usando luz óptica. Por lo general, el disco inclinado debe estudiarse con técnicas de luz infrarroja o radio, que permiten a los investigadores hacer observaciones a través del polvo, pero limitan su capacidad de aprender más sobre el gas ionizado.

“Poder realizar estas mediciones con luz óptica nos permitió comparar el núcleo de la Vía Láctea con otras galaxias con mucha más facilidad”, dijo Haffner. “Muchos estudios anteriores han medido la cantidad y la calidad del gas ionizado de los centros de miles de galaxias espirales en todo el universo. Por primera vez, pudimos comparar directamente las mediciones de nuestra galaxia con esa gran población”.

Krishnarao aprovechó un modelo existente para tratar de predecir cuánto gas ionizado debería haber en la región emisora ​​que había llamado la atención de Benjamin. Los datos brutos del telescopio WHAM le permitieron refinar sus predicciones hasta que el equipo tuvo una imagen tridimensional precisa de la estructura. La comparación de otros colores de luz visible del hidrógeno, nitrógeno y oxígeno dentro de la estructura dio a los investigadores más pistas sobre su composición y propiedades.

Al menos el 48 por ciento del gas de hidrógeno en el disco inclinado en el centro de la Vía Láctea ha sido ionizado por una fuente desconocida, informó el equipo. “La Vía Láctea ahora se puede utilizar para comprender mejor su naturaleza”, dijo Krishnarao.

La estructura gaseosa e ionizada cambia a medida que se aleja del centro de la Vía Láctea, informaron los investigadores. Anteriormente, los científicos solo sabían sobre el gas neutro (no ionizado) ubicado en esa región.

“Cerca del núcleo de la Vía Láctea”, explicó Krishnarao, “el gas es ionizado por estrellas recién formadas, pero a medida que te alejas del centro, las cosas se vuelven más extremas y el gas se vuelve similar a una clase de galaxias llamadas LINERs , o regiones de baja emisión de ionización (nuclear) “.

Los investigadores encontraron que la estructura parecía moverse hacia la Tierra porque estaba en una órbita elíptica interior a los brazos espirales de la Vía Láctea.

Las galaxias de tipo LINER, como la Vía Láctea, representan aproximadamente un tercio de todas las galaxias. Tienen centros con más radiación que las galaxias que solo están formando nuevas estrellas, pero menos radiación que aquellos cuyos agujeros negros supermasivos están consumiendo activamente una tremenda cantidad de material.

“Antes de este descubrimiento de WHAM, la galaxia de Andrómeda era la espiral LINER más cercana a nosotros”, dijo Haffner. “Pero todavía está a millones de años luz de distancia. Con el núcleo de la Vía Láctea a solo decenas de miles de años luz de distancia, ahora podemos estudiar una región LINER con más detalle. Estudiar este gas ionizado extendido debería ayudarnos a aprender más sobre el entorno actual y pasado en el centro de nuestra galaxia “.

A continuación, los investigadores deberán descubrir la fuente de energía en el centro de la Vía Láctea. Poder clasificar la galaxia en función de su nivel de radiación fue un primer paso importante hacia ese objetivo.

Ahora que Haffner se ha unido al creciente programa de Astronomía y Astrofísica de Embry-Riddle, él y su colega Edwin Mierkiewicz, profesor asociado de física, tienen grandes planes. “En los próximos años, esperamos construir el sucesor de WHAM, lo que nos daría una visión más clara del gas que estudiamos”, dijo Haffner. “En este momento, nuestros ‘píxeles’ del mapa tienen el doble del tamaño de la luna llena. WHAM ha sido una gran herramienta para producir el primer estudio de este gas en todo el cielo, pero ahora tenemos hambre de más detalles”.

En una investigación separada, Haffner y sus colegas informaron a principios de este mes las primeras mediciones de luz visible de “Burbujas de Fermi”, misteriosas columnas de luz que se proyectan desde el centro de la Vía Láctea. Ese trabajo fue presentado en la American Astronomical Society.