Misión Gaia: lo que revela el nuevo mapa más completo de la Vía Láctea

La misión europea Gaia compone una gran cartografía tridimensional de nuestro entorno cosmológico a partir de casi 2.000 millones de estrellas

Una sonda espacial europea capaz de adivinar el peso, la edad y la temperatura de una estrella con solo mirarla ha completado el mayor mapa de la galaxia que habitamos, la Vía Láctea.

La Agencia Espacial Europea lanzó esta misión, llamada Gaia, en 2013 para que alcanzase el segundo punto de Lagrange, un lugar de observación privilegiado a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Desde allí ha observado 1.800 millones de estrellas para cartografiar gran parte de la galaxia que alberga al Sistema Solar y a otros 100.000 millones de estrellas, muchísimas de ellas también con planetas en su seno.

Esta nueva remesa de datos (tomada por Gaia entre 2014 y 2017) completa nuestra visión de conjunto del descomunal disco galáctico, con un diámetro de 170.000 años luz, pero con un grosor de apenas 1.000 años luz. La inmensa mayoría de las estrellas de la galaxia se agolpan en esta superficie caracterizada por dos grandes brazos en espiral. El sistema solar está cerca de uno de ellos, el de Orión.

Nuevo mapa de la Vía Láctea obtenido por ‘Gaia’ que muestra la distribución de polvo y gas interestelar. ESA

Antes de esta misión era como si estuviésemos dentro de un bosque, solo veíamos árboles, ahora estamos en el cielo y podemos contemplar todo a vista de pájaro”, explica a este diario el astrónomo finlandés Timo Prusti, director científico del proyecto. Los responsables de esta misión de la Agencia Espacial Europea han presentado este lunes los nuevos datos coincidiendo con la publicación de una colección de estudios científicos que los analizan en profundidad.

Las distancias en este mapa son apabullantes. Cada año luz son casi 10 billones de kilómetros. La Tierra y el resto del sistema solar viajan a 720.000 kilómetros por hora alrededor del centro de la Vía Láctea, donde hay un agujero negro supermasivo, Sagitario A*. Pero incluso a esta velocidad tardarán 230 millones de años en dar una vuelta completa. A su vez, la Vía Láctea es una pequeña isla de estrellas que viaja por la inmensidad de un universo donde hay otras 100.000 millones de galaxias separadas por distancias siderales.

El nuevo mapa confirma que el sistema solar está dentro de la llamada “burbuja local”, una zona bastante despoblada de estrellas y con una concentración baja de gases y polvo interestelar, lo que permite tener una visión del resto de la galaxia bastante clara, señala Prusti.

Las lentes de Gaia han observado estrellas naciendo dentro de una galaxia joven llamada (Gaia-Encélado) que hace 10.000 millones de años fue devorada por la Vía Láctea. “Hemos descubierto otras galaxias que también han sido absorbidas por la nuestra. Esto nos ayuda a entender que algunas galaxias, incluida la Vía Láctea, crecen y evolucionan al asimilar a otras”, detalla Prusti.

Esta es la tercera tanda de datos facilitada por Gaia desde su lanzamiento. Por primera vez, la misión aporta una información clave: la velocidad a la que se alejan o se acercan a nosotros 33 millones de astros. Carme Jordi, astrónoma vinculada a la misión, explica otra de las principales novedades. “Ahora no solo conocemos el brillo de las estrellas, sino que podemos descomponerlo en un prisma de diferentes colores, lo que nos muestra qué elementos químicos son más abundantes. A partir de ellos sabemos si las estrellas son muy frías o calientes, si acaban de nacer o tienen ya mucha edad”, explica la investigadora. Estos datos se tienen ahora de 200 millones de estrellas, lo que permite identificar las diferentes generaciones de astros que hay en la galaxia.

Gaia ha alcanzado un nivel de definición con sus instrumentos que ya puede captar pequeños cambios en la forma de algunas estrellas. Parece que su superficie se deforma como si hubiese un terremoto. “De repente sucede un cambio brusco en el interior de la estrella cuyos efectos se desplazan hacia afuera y modifican las capas externas, igual que un tsunami remueve la superficie del mar” en la Tierra, detalla Jordi.

Estos fenómenos pueden ser muy útiles para comprender el interior de los astros, un ámbito totalmente impenetrable para los telescopios convencionales donde se genera toda la energía de una estrella a través de fusión nuclear de átomos de hidrógeno para formar helio. Uno de los mayores proyectos científicos de la actualidad es conseguir producir esa fusión nuclear en reactores terrestres que podrían generar una energía virtualmente inagotable y limpia.

La misión Gaia seguirá recogiendo datos de estrellas y otros objetos dentro y fuera del sistema solar y también más allá de nuestra galaxia hasta 2025, cuando está previsto finalizar sus operaciones científicas.

Actualización

La misión Gaia de la ESA no solo mapea las estrellas de nuestra galaxia, sino que también nos dice qué hay entre las estrellas. El espacio entre las estrellas no está vacío, sino que está lleno de nubes de polvo y gas, de las cuales nacen las estrellas.
A través de las mediciones precisas de las posiciones de las estrellas y su luz dispersa, Gaia nos permite mapear la absorción de la luz de las estrellas por el medio interestelar. Esos mapas nos brindan pistas esenciales sobre los mecanismos físicos de la formación de estrellas, galaxias y la historia de nuestra galaxia natal.
Este mapa muestra el polvo interestelar que llena la Vía Láctea. Las regiones oscuras en el centro del plano galáctico en negro son las regiones con mucho polvo interestelar que se desvanece a amarillo a medida que disminuye la cantidad de polvo. Las regiones azul oscuro por encima y por debajo del plano galáctico son regiones donde hay poco polvo.

De qué están hechas las estrellas puede hablarnos sobre su lugar de nacimiento y su viaje posterior, y por lo tanto sobre la historia de la Vía Láctea. Con la publicación de datos de hoy, Gaia nos trae un mapa químico de la galaxia.
Esta vista de todo el cielo muestra una muestra de las estrellas de la Vía Láctea en la publicación de datos 3 de Gaia. El color indica la metalicidad estelar. Las estrellas más rojas son más ricas en metales.
Con Gaia, vemos que algunas estrellas de nuestra galaxia están hechas de material primordial, mientras que otras, como nuestro Sol, están hechas de materia enriquecida por generaciones anteriores de estrellas. Las estrellas que están más cerca del centro y el plano de nuestra galaxia son más ricas en metales que las estrellas a distancias mayores.

 

La versión 3 de datos de Gaia de la ESA nos muestra la velocidad a la que más de 30 millones de objetos en la Vía Láctea (principalmente estrellas) se acercan o se alejan de nosotros. Esto se llama ‘velocidad radial’. Ahora podemos ver cómo los objetos se mueven sobre una gran parte del disco de la Vía Láctea.
La rotación del disco, proyectada a lo largo de la línea de visión, es visible por la alternancia de áreas brillantes (que se alejan de nosotros) y áreas oscuras (que se mueven hacia nosotros). Varios objetos cuya velocidad radial difiere de la de su entorno cercano son visibles por contraste.
Las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña (LMC y SMC) aparecen como puntos brillantes en la esquina inferior derecha de la imagen. La galaxia enana de Sagitario es visible como una tenue franja casi vertical debajo del Centro Galáctico.
Varios cúmulos globulares aparecen como pequeños puntos en la imagen, como 47 Tucanae, el punto oscuro inmediatamente a la izquierda del SMC.

La versión 3 de datos de Gaia de la ESA nos muestra la velocidad a la que más de 30 millones de estrellas de la Vía Láctea se acercan o se alejan de nosotros. Esto se llama «velocidad radial» y proporciona la tercera dimensión de velocidad en el mapa de Gaia de nuestra galaxia. Junto con los movimientos propios de las estrellas (movimiento por el cielo), ahora podemos ver cómo se mueven las estrellas sobre una gran parte de la Vía Láctea.
Este mapa del cielo muestra el campo de velocidad de la Vía Láctea para ~26 millones de estrellas. Los colores muestran las velocidades radiales de las estrellas a lo largo de la línea de visión. El azul muestra las partes del cielo donde el movimiento promedio de las estrellas se dirige hacia nosotros y el rojo muestra las regiones donde el movimiento promedio se aleja de nosotros. Las líneas visibles en la figura trazan el movimiento de las estrellas proyectadas en el cielo (movimiento propio). Estas líneas muestran cómo la dirección de la velocidad de las estrellas varía según la latitud y la longitud galáctica. Las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña (LMC y SMC) no son visibles ya que solo se seleccionaron estrellas con distancias bien definidas para hacer esta imagen.

Estudio muestra candidatos a Hoyos Negros o Estrellas de Neutrones
Referencia:
R. Gomel et al. «Gaia Data Release 3: Ellipsoidal Variables with Possible Black-Hole or Neutron Star secondaries». https://arxiv.org/abs/2206.06032

363 Eventos de microlente gravitacional de Gaia (noventa eventos nunca fueron reportados antes). La contaminación del catálogo se evalúa entre 0,6 y 1,7 %.