24 Sep Mapa 3D de la Vía Láctea: Gaia muestra las regiones HII

Científicos han creado el mapa 3D de la Vía Láctea más preciso de las regiones de formación estelar, a partir de datos del telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA). Este mapa nos permitirá conocer mejor estas oscuras y nebulosas áreas y las jóvenes y calientes estrellas que las moldean.

Mapear y estudiar las regiones del espacio donde nacen las estrellas es notoriamente difícil porque suelen estar ocultas por densas nubes de gas y polvo, cuyas distancias no pueden medirse directamente.

Gaia no puede ver directamente estas nubes, pero sí puede medir las posiciones de sus estrellas y la llamada extinción estelar, es decir, en qué medida su luz es bloqueada por el polvo.

A partir de esta información, los científicos pueden crear mapas tridimensionales que muestran dónde está el polvo interestelar y utilizarlos para calcular cuánto hidrógeno ionizado que hay presente, un signo característico de formación estelar.

Estrellas jóvenes y extremadamente brillantes

El nuevo mapa 3D de la Vía Láctea de las regiones de formación estelar se basa en observaciones de Gaia de 44 millones de estrellas “ordinarias” y 87 estrellas de tipo O. El mapa se extiende hasta una distancia de 4 mil años luz, con el Sol en el centro.

Las estrellas O son jóvenes, masivas y extremadamente brillantes y calientes. Emiten gran cantidad de radiación ultravioleta, tan energética que puede arrancar electrones de los átomos de hidrógeno, ionizando así el gas circundante y transformándolo en una mezcla de partículas cargadas.

Una nube de hidrógeno ionizado de este tipo recibe el nombre de región HII. Una señal característica que se puede detectar en ellas es la línea espectral de hidrógeno-alfa (H-alfa) a una longitud de onda de 656,3 nm, lo que permite a los astrónomos identificar dónde están naciendo estrellas.

Muchos telescopios han observado estas regiones, por lo que sabemos cómo se ven desde nuestro punto de vista. Pero hasta ahora nadie sabía realmente cómo lucen en tres dimensiones o desde una perspectiva externa.

La Vía Láctea vista desde arriba

Imagina observar la Vía Láctea desde otra galaxia. Ninguna nave puede salir de nuestra galaxia, por lo que no es posible tomar una foto real. Sin embargo, la misión Gaia está creando el mapa 3D de la Vía Láctea más completo hasta la fecha, proporcionando a los astrónomos los datos necesarios para inferir su aspecto.

Ilustración de la Vía Láctea basada en datos del telescopio Gaia, donde se muestra la ubicación del nuevo mapa de regiones de formación estelar. En la imagen de la derecha (la superposición), el mapa de formación estelar se resalta aún más, mostrado como nubes rojizas. La región de formación estelar que se ha cartografiado (delimitada por un círculo) se extiende hasta 4 mil años luz desde nuestro Sol, que se encuentra en el centro de esta región.

Los mapas del cielo de Gaia, con tres coordenadas espaciales (3D) más tres velocidades (acercamiento, alejamiento y movimiento transversal), han revelado con precisión las posiciones y movimientos de millones de estrellas cercanas.

Esto ya ha revolucionado nuestra visión del vecindario solar, permitiendo cartografiar estrellas y material interestelar cerca del Sol de una manera imposible hasta ahora.

“Gaia ofrece la primera visión precisa de cómo se vería nuestra región de la Vía Láctea desde arriba”, explica Lewis McCallum, astrónomo de la Universidad de St Andrews (Reino Unido) y autor principal de dos artículos científicos sobre el nuevo modelo 3D.

“Nunca antes ha habido un modelo de la distribución del gas ionizado en la Vía Láctea local que coincida tan bien con las observaciones de otros telescopios. Por eso confiamos en que nuestra visión cenital y las simulaciones de vuelo sean una buena aproximación de cómo se verían estas nubes en 3D”.

El nuevo mapa 3D de la Vía Láctea elaborado por Lewis incluye vistas tridimensionales de la Nebulosa de Gum, la Nebulosa Norteamérica, la Nebulosa California y la superburbuja Orión-Eridano.

Permite también recorrer, atravesar y sobrevolar estas regiones HII donde nacen las estrellas.

Una cavidad gigante de materia interestelar

Gracias al mapa 3D de la Vía Láctea, los científicos pueden estudiar cómo las gigantescas estrellas tipo O energizan el gas en nuestra galaxia y hasta dónde se extiende su influencia.

En la imagen de la derecha (la superposición), el mapa de regiones de formación estelar se destaca aún más, mostrado como nubes rojizas. La región de formación estelar que se ha cartografiado (delimitada por un círculo) se extiende hasta 4 mil años luz desde nuestro Sol, que se encuentra en el centro de esta región.

Lewis y su equipo ya han observado que algunas de las nubes en las regiones HII de formación estelar parecen haberse abierto, dejando escapar corrientes de gas y polvo hacia una cavidad gigante.

“Este mapa muestra claramente cómo la radiación de las estrellas masivas ioniza el medio interestelar circundante y cómo interactúan el gas y el polvo con esa radiación. El modelo 3D ofrece una visión detallada de los procesos que dan forma a nuestro entorno galáctico local y ayuda a los astrónomos a comprender las interacciones entre los componentes cálidos y fríos del Universo cercano”, explica Sasha Zeegers, investigadora de la ESA y experta en polvo interestelar.

En el futuro, el mapa 3D de la Vía Láctea abarcará un área aún mayor. “Fue necesario un enorme poder computacional para generar el mapa en alta resolución hasta solo 4 mil años luz del Sol. Esperamos poder ampliarlo una vez que Gaia publique su nuevo conjunto de datos”, comenta Lewis.

“Las mediciones de distancia de Gaia de las estrellas calientes cercanas, junto con los mapas 3D de polvo, obtenidos midiendo la extinción y las posiciones de millones de estrellas ordinarias, son piezas clave de este nuevo mapa. La cuarta entrega de datos de Gaia contendrá una mayor cantidad y calidad de información, lo que permitirá avanzar más en nuestro conocimiento de las regiones HII de formación estelar”, confirma Johannes Sahlmann, científico del proyecto Gaia en la ESA.

Fuente: Fly through Gaia’s 3D map of stellar nurseries