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Exploiting the synergies between Gaia and spectroscopic stellar surveys to constrain next-generation Milky-Way models

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Nuevos datos sorprendentes revierten la perspectiva sobre la barra galáctica y los cúmulos estelares en la Vía Láctea

Unos investigadores financiados con fondos europeos presentaron un censo en tres dimensiones extremadamente detallado de la barra galáctica y los hermosos cúmulos abiertos que comprenden de decenas a cientos de estrellas distribuidas en el disco de la Vía Láctea. El estudio de la población estelar de la Vía Láctea podría revelar mucho sobre nuestro hogar y el universo en su conjunto.

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Las galaxias son sistemas complejos regidos por procesos físicos contrapuestos que ocurren a escalas de energía, tiempo y espacio muy diferentes. Las principales campañas de observación astronómica, como la misión emblemática de la Agencia Espacial Europea, Gaia, y los estudios espectroscópicos terrestres están dedicados a recopilar información cinemática, química y etaria de miles de millones de estrellas. «La complejidad y la riqueza de los datos recién publicados suponen grandes desafíos para los métodos de análisis de última generación. Ya comenzamos a observar dónde se pueden mejorar aún más los modelos galácticos actuales, pero muchos detalles todavía están ocultos por los efectos de selección que, en el pasado, no pudieron explicarse por completo», señala Friedrich Anders, coordinador de GaiaSpectroSynergy, un proyecto financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie. Los miembros del equipo aprovecharon las sinergias entre el catálogo de estrellas más rico de Gaia hasta la fecha y los datos de los estudios espectroscópicos complementarios para acotar los modelos galácticos y proporcionar a los investigadores herramientas preexistentes que deberían facilitar en gran medida la investigación futura en el campo. El proyecto ha desarrollado y publicado varios catálogos de parámetros fotométricos precisos, edades, distancias y extinciones de más de doscientos sesenta y cinco millones de estrellas.

Revisión de la población galáctica de cúmulos abiertos

La segunda difusión de datos de Gaia, publicada en abril de 2018, ya había revelado que los catálogos de cúmulos abiertos anteriores no solo estaban incompletos, sino también notablemente contaminados por asterismos. Estas agregaciones estelares pueden crear un efecto óptico y aparentar ser parte de los cúmulos. «Descubrimos cientos de nuevos cúmulos abiertos y determinamos los parámetros físicos homogéneos y la edad precisa de más de mil ochocientos de ellos. Los resultados del estudio cambiaron nuestra opinión sobre la reciente historia quimiodinámica del disco galáctico», señala Anders. Más concretamente, el equipo demostró que ciertos observables clave del disco galáctico, entre los que se encuentra la distribución de las edades de los cúmulos, debían revisarse. «Esto afecta los cálculos previos de la formación de cúmulos estelares y las tasas de destrucción. Podemos deducir que solo alrededor del 16 % de todas las estrellas nacidas en el entorno solar se forman en medios agrupados», apunta Anders. Cambiar el enfoque de un análisis separado de las estrellas de campo (estrellas colocadas al azar que contaminan los resultados de la investigación) y los cúmulos abiertos hacia una comprensión conjunta de la evolución estelar en la Vía Láctea probablemente seguirá siendo un desafío clave durante la próxima década. «La llegada de los datos de Gaia en 2018 nos espoleó a llevar a cabo un revisión drástica del censo de cúmulos abiertos», explica Anders.

Mapeo de la barra galáctica de la Vía Láctea

El equipo combinó la segunda publicación de los datos de Gaia con varios sondeos infrarrojos mediante un código informático llamado StarHorse. El código comparó las observaciones con modelos estelares para determinar las temperaturas de las superficies estelares, así como las extinciones y las distancias de estrellas. «Determinamos las distancias de millones de estrellas con una precisión muy alta, en ciertos casos, la mejora (que se logró mediante el uso de datos de longitudes de onda múltiples) fue de hasta un 20 %», explica Anders. «Lo que podría haber sido un desastre computacional resultó funcionar muy bien: nuestros resultados mejoraron la precisión de la segunda publicación de datos de Gaia y revelaron la presencia de la barra galáctica en los datos de Gaia mucho más directamente que antes». «Sabemos desde hace décadas que la Vía Láctea tiene una barra, pero hasta ahora solo teníamos indicaciones indirectas de los movimientos de las estrellas y el gas, o de los recuentos de estrellas en los sondeos infrarrojos. Esta es la primera vez que vemos la barra galáctica en el espacio tridimensional a partir de las mediciones geométricas de las distancias estelares», concluye Anders.

Palabras clave

GaiaSpectroSynergy, Gaia, estrella, Vía Láctea, cúmulo abierto, barra galáctica, estudio espectroscópico, disco galáctico, StarHorse

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27 Mayo 2021