Averiguando cuánta energía impregna el centro de la Vía Láctea - un descubrimiento reportado en la edición del 3 de julio de la revista Avances científicos - podría dar nuevas pistas sobre la fuente fundamental del poder de nuestra galaxia, dijo L. Matthew Haffner de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle.
El núcleo de la Vía Láctea vibra con hidrógeno que ha sido ionizado o despojado de sus electrones para que tenga mucha energía, dijo Haffner, profesor asistente de física y astronomía en Embry-Riddle y coautor del Avances científicos papel. "Sin una fuente continua de energía, los electrones libres generalmente se encuentran y se recombinan para volver a un estado neutral en un período de tiempo relativamente corto", explicó. "Poder ver el gas ionizado de nuevas maneras debería ayudardescubrimos los tipos de fuentes que podrían ser responsables de mantener todo ese gas energizado "
Dhanesh Krishnarao, estudiante de posgrado de la Universidad de Wisconsin-Madison "DK", autor principal de la Avances científicos artículo, colaboró con Haffner y el profesor Bob Benjamin de UW-Whitewater - un experto líder en la estructura de estrellas y gas en la Vía Láctea. Antes de unirse a Embry-Riddle en 2018, Haffner trabajó como científico investigador durante 20 años en UW, y continúa sirviendo como investigador principal del Wisconsin H-Alpha Mapper, o WHAM, un telescopio con base en Chile que se utilizó para el último estudio del equipo.
Para determinar la cantidad de energía o radiación en el centro de la Vía Láctea, los investigadores tuvieron que mirar a través de una especie de cubierta de polvo hecha jirones. Empacada con más de 200 mil millones de estrellas, la Vía Láctea también alberga manchas oscuras de polvo interestelar ygas. Benjamin estaba observando los datos WHAM de dos décadas cuando vio una bandera roja científica, una forma peculiar que sobresalía del oscuro y polvoriento centro de la Vía Láctea. La rareza era el gas de hidrógeno ionizado, que aparece rojo cuando es capturadoa través del sensible telescopio WHAM, y se movía en dirección a la Tierra.
La posición de la característica, conocida por los científicos como el "Disco inclinado" porque parece inclinada en comparación con el resto de la Vía Láctea, no puede explicarse por fenómenos físicos conocidos como la rotación galáctica. El equipo tenía unrara oportunidad de estudiar el disco inclinado sobresaliente, liberado de su cubierta de polvo irregular habitual, utilizando luz óptica. Por lo general, el disco inclinado debe estudiarse con técnicas de luz infrarroja o de radio, que permiten a los investigadores hacer observaciones a través del polvo, pero limitan sucapacidad de aprender más sobre el gas ionizado.
"Poder realizar estas mediciones con luz óptica nos permitió comparar el núcleo de la Vía Láctea con otras galaxias con mucha más facilidad", dijo Haffner. "Muchos estudios anteriores han medido la cantidad y calidad de gas ionizado de los centros demiles de galaxias espirales en todo el universo. Por primera vez, pudimos comparar directamente las mediciones de nuestra galaxia con esa gran población ".
Krishnarao aprovechó un modelo existente para tratar de predecir cuánto gas ionizado debería haber en la región emisora que había llamado la atención de Benjamin. Los datos sin procesar del telescopio WHAM le permitieron refinar sus predicciones hasta que el equipo tuviera una imagen tridimensional precisa dela estructura. La comparación de otros colores de luz visible del hidrógeno, nitrógeno y oxígeno dentro de la estructura dio a los investigadores más pistas sobre su composición y propiedades.
Al menos el 48 por ciento del gas de hidrógeno en el disco inclinado en el centro de la Vía Láctea ha sido ionizado por una fuente desconocida, informó el equipo. "La Vía Láctea ahora se puede utilizar para comprender mejor su naturaleza", dijo Krishnarao.
Los investigadores informaron que la estructura gaseosa ionizada cambia a medida que se aleja del centro de la Vía Láctea. Anteriormente, los científicos solo sabían sobre el gas neutro no ionizado ubicado en esa región.
"Cerca del núcleo de la Vía Láctea", explicó Krishnarao, "el gas es ionizado por estrellas recién formadas, pero a medida que te alejas del centro, las cosas se vuelven más extremas y el gas se vuelve similar a una clase de galaxiasllamados LINER, o regiones de baja emisión de ionización nuclear "
Los investigadores encontraron que la estructura parecía moverse hacia la Tierra porque estaba en una órbita elíptica interior a los brazos espirales de la Vía Láctea.
Las galaxias de tipo LINER, como la Vía Láctea, representan aproximadamente un tercio de todas las galaxias. Tienen centros con más radiación que las galaxias que solo están formando nuevas estrellas, pero menos radiación que aquellas cuyos agujeros negros supermasivos consumen activamente una cantidad tremendade material.
"Antes de este descubrimiento de WHAM, la galaxia de Andrómeda era la espiral LINER más cercana a nosotros", dijo Haffner. "Pero todavía está a millones de años luz de distancia. Con el núcleo de la Vía Láctea a solo decenas de miles de años luzahora, podemos estudiar una región LINER con más detalle. Estudiar este gas ionizado extendido debería ayudarnos a aprender más sobre el entorno actual y pasado en el centro de nuestra galaxia ".
A continuación, los investigadores deberán determinar la fuente de energía en el centro de la Vía Láctea. Ser capaz de clasificar la galaxia en función de su nivel de radiación fue un primer paso importante hacia ese objetivo.
Ahora que Haffner se ha unido al creciente programa de Astronomía y Astrofísica de Embry-Riddle, él y su colega Edwin Mierkiewicz, profesor asociado de física, tienen grandes planes ". En los próximos años, esperamos construir el sucesor de WHAM, lo que nos daría"Una vista más nítida del gas que estudiamos", dijo Haffner. "En este momento, nuestros 'píxeles' del mapa tienen el doble del tamaño de la luna llena. WHAM ha sido una gran herramienta para producir el primer estudio de este gas en todo el cielo, pero nosotrostienes hambre de más detalles ahora "
En una investigación separada, Haffner y sus colegas a principios de este mes informaron las primeras mediciones de luz visible de "Fermi Bubbles", misteriosas columnas de luz que se hinchan desde el centro de la Vía Láctea. Ese trabajo fue presentado en el AmericanSociedad Astronómica.
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