La Vía Láctea tiene un misterioso superávit de gas entrante
Nuestra Vía Láctea es una galaxia frugal. Las supernovas y los violentos vientos estelares expulsan el gas del disco galáctico, pero ese gas vuelve a la galaxia para formar nuevas generaciones de estrellas. En un ambicioso esfuerzo por llevar a cabo una contabilidad completa de este proceso de reciclaje, los astrónomos se sorprendieron al encontrar un excedente de gas entrante.
Esta ilustración visualiza el gas de la Vía Láctea reciclándose por encima y por debajo de su disco estelar. El Hubble observa las invisibles nubes de gas subiendo y bajando con su sensible instrumento de Espectrografía de Orígenes Cósmicos (COS). La firma espectroscópica de la luz de los cuásares de fondo que brilla a través de las nubes da información sobre su movimiento. La luz de los cuásares está desplazada al rojo en las nubes que suben y se alejan del plano galáctico, mientras que la luz de los cuásares que pasa a través del gas que cae aparece desplazada al azul. Esta diferenciación permite al Hubble realizar una auditoría precisa del gas que sale y entra en la ocupada Vía Láctea, revelando un inesperado y hasta ahora inexplicable superávit de gas entrante. / NASA, ESA, y D. Player (STScI)
“Esperábamos encontrar los libros contables de la Vía Láctea equilibrados, con un equilibrio de entrada y salida de gas, pero 10 años de datos en el ultravioleta obtenidos por el telescopio espacial Hubble han mostrado que hay más entrando que saliendo”, dijo el astrónomo Andrew Fox del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland, autor principal del estudio que se publicó en la revista The Astrophysical Journal. Fox dijo que, por ahora, la fuente del exceso de gas entrante sigue siendo un misterio.
Una posible explicación es que el nuevo gas podría provenir del medio intergaláctico. Pero Fox sospecha que la Vía Láctea también está saqueando las “cuentas bancarias” de gas de sus pequeñas galaxias satélites, usando su considerable mayor atracción gravitacional para desviar sus recursos. Además, este estudio, aunque abarca toda la galaxia, sólo se centró en el gas frío, y el gas caliente también podría desempeñar un papel.
El nuevo estudio presenta las mejores mediciones hasta ahora de cuán rápido el gas entra y sale de la Vía Láctea. Antes de este estudio, los astrónomos sabían que las reservas de gas galáctico se reponen por la entrada y se agotan por la salida, pero no sabían las cantidades relativas de gas que entran en comparación con las que salen. El equilibrio entre estos dos procesos es importante porque regula la formación de nuevas generaciones de estrellas y planetas.
El Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos
Los astrónomos lograron este estudio recogiendo observaciones de archivo del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) del Hubble, que fue instalado en el telescopio por los astronautas en 2009, durante su última misión de mantenimiento. Los investigadores peinaron los archivos del Hubble, analizando 200 observaciones antiguas en el ultravioleta del halo difuso que rodea el disco de nuestra galaxia. Los datos ultravioleta detallados de la pasada década proporcionaron una mirada sin precedentes al flujo de gas a través de la galaxia y permitieron obtener el primer inventario de toda la galaxia. Las nubes de gas del halo galáctico solo son detectables en luz ultravioleta, y el Hubble está especializado en recoger datos detallados sobre el universo ultravioleta.
“Las observaciones originales del instrumento COS del Hubble se tomaron para estudiar el universo más allá de nuestra galaxia, pero volvimos a ellas y analizamos el gas de la Vía Láctea cercano. Es un crédito para el archivo del Hubble que podamos usar las mismas observaciones para estudiar tanto el universo cercano como el más lejano. La resolución del Hubble nos permite estudiar simultáneamente objetos celestes locales y remotos”, señaló Rongmon Bordoloi de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, Carolina del Norte, co-autor en el documento.
Debido a que las nubes de gas de la galaxia son invisibles, el equipo de Fox utilizó la luz de cuásares lejanos para detectar estas nubes y su movimiento. Los cuásares, núcleos de galaxias activas energizados por agujeros negros bien alimentados, brillan como faros brillantes a través de miles de millones de años luz. Cuando la luz del cuásar llega a la Vía Láctea, pasa a través de las nubes invisibles.
El gas de las nubes absorbe ciertas frecuencias de luz, dejando huellas reveladoras en la luz del cuásar. Fox identificó la huella del silicio y la utilizó para rastrear el gas alrededor de la Vía Láctea. Las nubes de gas que fluyen y las que entran se distinguen por el desplazamiento Doppler de la luz que las atraviesa: las nubes que se acercan son más azules y las que se alejan son más rojas.
Actualmente, la Vía Láctea es la única galaxia de la que tenemos suficientes datos para contabilizar de forma tan completa la entrada y salida de gas.
“Estudiar nuestra propia galaxia en detalle proporciona la base para comprender las galaxias a través del universo, y nos hemos dado cuenta de que la nuestra es más complicada de lo que imaginábamos”, dijo Philipp Richter de la Universidad de Potsdam en Alemania, otro coautor del estudio.
Los estudios futuros explorarán la fuente del excedente de gas entrante, así como si otras grandes galaxias se comportan de manera similar. Fox señaló que ya hay suficientes observaciones del COS para realizar una auditoría de la galaxia de Andrómeda (M31), la galaxia grande más cercana a la Vía Láctea.
