Dscubierto un anillo interior de mediana edad en la Vía Láctea

Usando una combinación de estrellas y un modelo realista de la Vía Láctea, científicos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre han encontrado una nueva estructura en nuestra galaxia natal.

Justo fuera de la barra galáctica, descubrieron un anillo interior de estrellas ricas en metales, que son más jóvenes que las estrellas de la barra. Las edades de las estrellas del anillo se pueden usar para estimar que la barra debe haberse formado hace al menos 7 mil millones de años. La existencia de este anillo hace probable que la formación de estrellas a partir del flujo de gas jugara un papel importante en estas épocas tempranas.

Comprender la estructura global de nuestra propia galaxia es complicado por el hecho de que estamos situados cerca de uno de sus brazos espirales en el plano del disco. En muchas direcciones, las estrellas están oscurecidas por densas nubes de gas y polvo. Esto es especialmente cierto hacia el centro de la Vía Láctea, lo que hace que la estructura interna de la Vía Láctea sea particularmente esquiva.

Sin embargo, durante la última década, los científicos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) han podido combinar datos de varias campañas de observación con sofisticadas simulaciones por computadora para crear un modelo de última generación de la Vía Láctea interior: una barra en movimiento lento con una protuberancia en forma de cacahuete.

Estudios recientes han producido una gran cantidad de datos nuevos para la Vía Láctea interior. APOGEE es un estudio espectroscópico estelar a gran escala realizado en longitudes de onda del infrarrojo cercano. A diferencia de la luz óptica, la luz infrarroja puede atravesar más fácilmente el polvo, lo que permite que APOGEE detecte estrellas situadas en las regiones polvorientas de la Vía Láctea, como el disco y la protuberancia, y determine no solo la abundancia de sus elementos, sino también sus posiciones, línea velocidades a la vista y edades aproximadas.

Además, la ambiciosa misión Gaia está cartografiando alrededor de mil millones de estrellas, proporcionando mediciones de posición y de movimiento propio. Juntos, ambos estudios proporcionan todos los ingredientes de observación necesarios para determinar las órbitas de las estrellas en las regiones internas de la Vía Láctea. Todo lo que se necesita es un potencial realista de la Vía Láctea para integrar las estrellas. Esto se obtiene del modelo interno de la Vía Láctea creado por los científicos de MPE.

"Integramos más de 30.000 estrellas del estudio APOGEE con datos adicionales de Gaia en nuestro potencial de protuberancia de barra de la Vía Láctea para obtener las órbitas completas de estas estrellas", explica en un comunicado Shola M. Wylie, estudiante de doctorado MPE y autor principal del estudio. "Y con estas órbitas, podemos ver efectivamente detrás del bulto galáctico, así como otras regiones espaciales que no están cubiertas por las encuestas". Luego, los científicos utilizaron estas órbitas para construir mapas de la densidad estelar, la metalicidad y la edad de la Vía Láctea interior.

"Alrededor de la barra central, encontramos una estructura de anillo interior que es más rica en metales que la barra y donde las estrellas tienen edades más jóvenes, alrededor de 7.000 millones de años", continúa. Si bien se han visto anillos internos de formación de estrellas en otras galaxias de disco, no estaba claro que nuestra galaxia de origen contenga un anillo interno estelar.

Para separar las estrellas en las estructuras de anillo y barra, los científicos utilizaron la excentricidad de las órbitas, es decir, cuánto se desvía la órbita de un círculo. Encuentran no solo que las estrellas en el anillo son más jóvenes y más ricas en metales que las estrellas en la barra, sino también que estas estrellas están más concentradas hacia el plano galáctico.

"Las estrellas en el anillo estelar deben haber seguido formándose a partir del flujo de gas después de que la barra estuvo en su lugar", explica Ortwin Gerhard, científico principal del MPE Dynamics Group. Por lo tanto, la edad de las estrellas en el anillo interior puede usarse para mirar hacia atrás en la historia de formación de la Vía Láctea: los científicos estiman que la barra galáctica se formó hace al menos 7.000 millones de años.

Todavía no está claro si existe una conexión entre el anillo interior recién descubierto y los brazos espirales de la galaxia y si el gas se canaliza actualmente hacia el interior de un anillo interior delgado en formación de estrellas, como se ve en otras galaxias espirales. Se necesita más trabajo para comprender mejor la transición del anillo al disco circundante en la Vía Láctea, lo que requiere modelos aumentados y más datos.

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