Astrónomos de Harvard explican la misteriosa deformación de la Vía Láctea

Los hallazgos de los astrónomos apoyan la hipótesis de cómo evolucionó nuestra galaxia.

el vía Láctea A menudo se representa como un disco plano y giratorio de polvo, gas y estrellas. Pero si pudieras alejarte y tomar una imagen envolvente, en realidad tendría una deformación distinta, como si estuvieras tratando de torcer y doblar un LP de vinilo.

Aunque los científicos saben desde hace mucho tiempo, a partir de datos de observación, que la Vía Láctea está distorsionada y que sus bordes se ensanchan como una falda, nadie ha podido explicar por qué.

Descubrimientos de los astrónomos de Harvard

Y ahora astrónomos de Harvard en el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CFA) realizó los primeros cálculos que explican completamente este fenómeno, con pruebas convincentes que apuntan a que la Vía Láctea está envuelta en un halo irregular de materia oscura. Este trabajo también avanza el pensamiento actual sobre cómo evoluciona la galaxia y puede proporcionar pistas sobre algunos de los misterios de la materia oscura.

El disco galáctico de la Vía Láctea está retorcido y brilla, similar a la galaxia ESO que se muestra aquí. El Telescopio Espacial Hubble de la NASA tomó imágenes de esta galaxia inusual, revelando detalles notables de su disco polvoriento y deformado y mostrando cómo las galaxias en colisión dan origen a nuevas estrellas. El polvo y los brazos espirales de las galaxias espirales ordinarias, como nuestra Vía Láctea, parecen planos cuando se ven desde el borde. Fuente de la imagen: NASA/Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial

Los nuevos cálculos fueron dirigidos por Jiwon Jesse Han, un estudiante de la Escuela de Graduados en Artes y Ciencias Griffin, afiliada a CfA. Publicado en la revista astronomía de la naturalezaEl trabajo incluye a los coautores Charlie Conroy y Lars Hernquist, ambos miembros de la facultad del CfA y del Departamento de Astronomía.

Corona estelar y materia oscura

Nuestra galaxia se encuentra dentro de una nube difusa llamada corona estelar, que se extiende más hacia el interior del universo. En un trabajo innovador publicado el año pasado, el equipo de Harvard concluyó que la corona estelar es inclinada y elíptica, como un zepelín o una pelota de fútbol.

En consecuencia, el equipo tomó la misma forma para el halo de materia oscura, la entidad más grande que incluye todo lo que se encuentra dentro y alrededor de la Vía Láctea. La materia oscura constituye el 80% de la masa de la galaxia, pero es invisible porque no interactúa con la luz, por lo que hay que deducir la forma de ese halo. Utilizando modelos para calcular las órbitas de las estrellas dentro de un halo rectangular e inclinado de materia oscura, el equipo encontró una coincidencia casi perfecta con las observaciones actuales de una galaxia brillante y deformada.

Monumentos y visiones

«La corona oscura inclinada es bastante común en las simulaciones, pero nadie ha explorado su efecto en la Vía Láctea», dijo Conroy. «Resulta que la inclinación es una excelente manera de explicar el tamaño y la dirección del disco oscilante de nuestra galaxia».

Los científicos han creído durante mucho tiempo que la Vía Láctea se formó como resultado de una colisión galáctica; El trabajo de los astrónomos confirma esta hipótesis.

«Si la galaxia estuviera evolucionando por sí sola, tendría este hermoso halo esférico, este hermoso disco plano», dijo Hahn. «Entonces, el hecho de que el halo esté inclinado y tenga forma de balón de fútbol sugiere que nuestra galaxia experimentó un evento de fusión, donde dos galaxias chocan».

«Resulta que la inclinación es una excelente manera de explicar el tamaño y la dirección del disco oscilante de nuestra galaxia».
— Charlie Conroy, Departamento de Astronomía

Sus cálculos sobre la posible forma del halo de materia oscura también pueden proporcionar pistas sobre las propiedades y la naturaleza de las propias partículas de materia oscura, que siguen siendo misterios sin resolver en la física. «El hecho de que la galaxia no sea esférica según nuestros datos sugiere que existe un límite hasta el cual la materia oscura puede interactuar consigo misma», explicó Hahn.

La confianza en estos resultados puede conducir a mejores formas de estudiar inteligentemente la materia oscura no observable que constituye la mayor parte del universo. Esto incluye nuevas formas de capturar las firmas cinemáticas de los subhalos oscuros, que son pequeños halos de materia oscura que deambulan por la galaxia.

Referencia: “El origen del halo oscuro oblicuo y la llamarada del disco galáctico” por Jeon Jesse Han, Charlie Conroy y Lars Hernequist, 14 de septiembre de 2023. astronomía de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41550-023-02076-9