Gaia ve estrellas extrañas en el sondeo más detallado de la Vía Láctea hasta la fecha

Hoy, la misión Gaia de la ESA publica su nuevo tesoro de datos sobre nuestra galaxia natal. Los astrónomos describen extraños "terremotos estelares", ADN estelar, movimientos asimétricos y otras ideas fascinantes en este estudio más detallado de la Vía Láctea hasta la fecha.

Gaia es la misión de la ESA para crear el mapa multidimensional más preciso y completo de la Vía Láctea. Esto permite a los astrónomos reconstruir la estructura de nuestra galaxia de origen y la evolución pasada durante miles de millones de años, y comprender mejor el ciclo de vida de las estrellas y nuestro lugar en el Universo.

Esta imagen muestra cuatro mapas del cielo elaborados con los nuevos datos de ESA Gaia publicados el 13 de junio de 2022. Crédito: © ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 OIG, CC BY-SA 3.0 OIG

¿Qué hay de nuevo en la versión de datos 3?

El lanzamiento de datos 3 de Gaia contiene detalles nuevos y mejorados para casi dos mil millones de estrellas en nuestra galaxia. El catálogo incluye nueva información que incluye composiciones químicas, temperaturas estelares, colores, masas, edades y la velocidad a la que las estrellas se acercan o se alejan de nosotros (velocidad radial). Gran parte de esta información fue revelada por los datos de espectroscopia recientemente publicados, una técnica en la que la luz de las estrellas se divide en sus colores constituyentes (como un arco iris). Los datos también incluyen subconjuntos especiales de estrellas, como aquellas que cambian de brillo con el tiempo.

Otra novedad en este conjunto de datos es el catálogo más grande hasta el momento de estrellas binarias, miles de objetos del Sistema Solar, como asteroides y lunas de planetas, y millones de galaxias y cuásares fuera de la Vía Láctea.

1. Velocidad radial La versión 3 de datos de Gaia de la ESA nos muestra la velocidad a la que más de 30 millones de objetos en la Vía Láctea (principalmente estrellas) se acercan o se alejan de nosotros. Esto se llama 'velocidad radial'. Ahora podemos ver cómo los objetos se mueven sobre una gran parte del disco de la Vía Láctea. La rotación del disco, proyectada a lo largo de la línea de visión, es visible por la alternancia de áreas brillantes (que se alejan de nosotros) y áreas oscuras (que se mueven hacia nosotros). Varios objetos cuya velocidad radial difiere de la de su entorno cercano son visibles por contraste. Las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña (LMC y SMC) aparecen como puntos brillantes en la esquina inferior derecha de la imagen. La galaxia enana de Sagitario es visible como una tenue franja casi vertical debajo del Centro Galáctico. Varios cúmulos globulares aparecen como pequeños puntos en la imagen, como 47 Tucanae, el punto oscuro inmediatamente a la izquierda del SMC. 2. Velocidad radial y movimiento propio Este mapa del cielo muestra el campo de velocidad de la Vía Láctea para ~26 millones de estrellas. Los colores muestran las velocidades radiales de las estrellas a lo largo de la línea de visión. El azul muestra las partes del cielo donde el movimiento promedio de las estrellas se dirige hacia nosotros y el rojo muestra las regiones donde el movimiento promedio se aleja de nosotros. Las líneas visibles en la figura trazan el movimiento de las estrellas proyectadas en el cielo (movimiento propio). Estas líneas muestran cómo la dirección de la velocidad de las estrellas varía según la latitud y la longitud galáctica. Las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña (LMC y SMC) no son visibles ya que solo se seleccionaron estrellas con distancias bien definidas para hacer esta imagen. 3. Polvo interestelar Gaia no solo mapea las estrellas de nuestra galaxia, sino que nos dice qué hay entre las estrellas. El espacio entre las estrellas no está vacío, sino que está lleno de nubes de polvo y gas, de las cuales nacen las estrellas. A través de las mediciones precisas de las posiciones de las estrellas y su luz dispersa, Gaia nos permite mapear la absorción de la luz de las estrellas por el medio interestelar. Esos mapas nos brindan pistas esenciales sobre los mecanismos físicos de la formación de estrellas, galaxias y la historia de nuestra galaxia natal. Este mapa muestra el polvo interestelar que llena la Vía Láctea. Las regiones oscuras en el centro del plano galáctico en negro son las regiones con una gran cantidad de polvo interestelar que se desvanece a amarillo a medida que disminuye la cantidad de polvo. Las regiones azul oscuro por encima y por debajo del plano galáctico son regiones donde hay poco polvo. 4. Mapa químico De qué están hechas las estrellas puede hablarnos sobre su lugar de nacimiento y su viaje posterior, y por lo tanto sobre la historia de la Vía Láctea. Con la publicación de datos de hoy, Gaia nos trae un mapa químico de la galaxia. Con Gaia, vemos que algunas estrellas de nuestra galaxia están hechas de material primordial, mientras que otras, como nuestro Sol, están hechas de materia enriquecida por generaciones anteriores de estrellas. Las estrellas que están más cerca del centro y el plano de nuestra galaxia son más ricas en metales que las estrellas a distancias mayores. Esta vista de todo el cielo muestra una muestra de las estrellas de la Vía Láctea en la publicación de datos 3 de Gaia. El color indica la metalicidad estelar. Las estrellas más rojas son más ricas en metales. Crédito: © ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 OIG, CC BY-SA 3.0 OIG

Terremotos estelares

Uno de los descubrimientos más sorprendentes que surgen de los nuevos datos es que Gaia es capaz de detectar terremotos de estrellas (pequeños movimientos en la superficie de una estrella) que cambian las formas de las estrellas, algo para lo que el observatorio no se construyó originalmente.

Anteriormente, Gaia ya encontró oscilaciones radiales que hacen que las estrellas se hinchen y se encojan periódicamente, manteniendo su forma esférica. Pero Gaia ahora también ha detectado otras vibraciones que se parecen más a los tsunamis a gran escala. Estas oscilaciones no radiales cambian la forma global de una estrella y, por lo tanto, son más difíciles de detectar.

Gaia encontró fuertes terremotos estelares no radiales en miles de estrellas. Gaia también reveló tales vibraciones en estrellas que rara vez se habían visto antes. Estas estrellas no deberían tener temblores según la teoría actual, mientras que Gaia los detectó en su superficie.

“Los terremotos estelares nos enseñan mucho sobre las estrellas, especialmente sobre su funcionamiento interno. Gaia está abriendo una mina de oro para la 'asterosismología' de estrellas masivas”, dice Conny Aerts de KU Leuven en Bélgica, quien es miembro de la colaboración Gaia.

El satélite Gaia de la ESA es un telescopio espacial diseñado para medir las posiciones de miles de millones de estrellas con una precisión sin precedentes. Gaia se lanzó el 19 de diciembre de 2013 y se encuentra en el punto Lagrange L2, la misma ubicación que tendrá el próximo Telescopio Espacial James Webb de NASA / ESA / CSA.

El ADN de las estrellas

De qué están hechas las estrellas puede hablarnos sobre su lugar de nacimiento y su viaje posterior, y por lo tanto sobre la historia de la Vía Láctea. Con la publicación de datos de hoy, Gaia revela el mapa químico más grande de la galaxia acoplado a movimientos 3D, desde nuestro vecindario solar hasta las galaxias más pequeñas que rodean la nuestra.

Algunas estrellas contienen más "metales pesados" que otras. Durante el Big Bang solo se formaron elementos ligeros (hidrógeno y helio). Todos los demás elementos más pesados, llamados metales por los astrónomos, se construyen dentro de las estrellas. Cuando las estrellas mueren, liberan estos metales en el gas y el polvo entre las estrellas llamado medio interestelar, a partir del cual se forman nuevas estrellas. La formación y muerte de estrellas activas conducirá a un entorno más rico en metales. Por lo tanto, la composición química de una estrella es un poco como su ADN, lo que nos brinda información crucial sobre su origen.

Con Gaia, vemos que algunas estrellas de nuestra galaxia están hechas de material primordial, mientras que otras, como nuestro Sol, están hechas de materia enriquecida por generaciones anteriores de estrellas. Las estrellas que están más cerca del centro y el plano de nuestra galaxia son más ricas en metales que las estrellas a distancias mayores. Gaia también identificó estrellas que originalmente provenían de galaxias diferentes a la nuestra, en función de su composición química.

"Nuestra galaxia es un hermoso crisol de estrellas", dice Alejandra Recio-Blanco del Observatoire de la Côte d'Azur en Francia, quien es miembro de la colaboración Gaia.

“Esta diversidad es extremadamente importante, porque nos cuenta la historia de la formación de nuestra galaxia. Revela los procesos de migración dentro de nuestra galaxia y la acumulación de galaxias externas. También muestra claramente que nuestro Sol y nosotros pertenecemos a un sistema en constante cambio, formado gracias al ensamblaje de estrellas y gas de diferentes orígenes”.

Esta imagen muestra las órbitas de los más de 150 000 asteroides en la publicación de datos 3 de Gaia, desde las partes internas del Sistema Solar hasta los asteroides troyanos a la distancia de Júpiter, con diferentes códigos de color. El círculo amarillo en el centro representa el Sol. El azul representa la parte interna del Sistema Solar, donde se encuentran los asteroides cercanos a la Tierra, los que cruzan Marte y los planetas terrestres. El cinturón principal, entre Marte y Júpiter, es verde. Los troyanos de Júpiter son rojos. Crédito: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 OIG, CC BY-SA 3.0 OIG

Estrellas binarias, asteroides, cuásares y más

Otros artículos que se publican hoy reflejan la amplitud y profundidad del potencial de descubrimiento de Gaia. Un nuevo catálogo de estrellas binarias presenta la masa y la evolución de más de 800 mil sistemas binarios, mientras que un nuevo estudio de asteroides que comprende 156 mil cuerpos rocosos está profundizando en el origen de nuestro Sistema Solar. Gaia también está revelando información sobre 10 millones de estrellas variables, macromoléculas misteriosas entre estrellas, así como cuásares y galaxias más allá de nuestro propio vecindario cósmico.

“A diferencia de otras misiones que apuntan a objetos específicos, Gaia es una misión de reconocimiento. Esto significa que mientras inspecciona todo el cielo con miles de millones de estrellas varias veces, Gaia está obligada a hacer descubrimientos que otras misiones más dedicadas pasarían por alto. Esta es una de sus fortalezas, y estamos ansiosos por que la comunidad astronómica se sumerja en nuestros nuevos datos para descubrir aún más sobre nuestra galaxia y sus alrededores de lo que podríamos haber imaginado”, dice Timo Prusti, científico del proyecto Gaia. en ESA.

Se traza la posición de cada asteroide a las 12:00 CEST del 13 de junio de 2022. Cada asteroide es un segmento que representa su movimiento durante 10 días. Los cuerpos internos se mueven más rápido alrededor del Sol (círculo amarillo en el centro). El azul representa la parte interna del Sistema Solar, donde se encuentran los asteroides cercanos a la Tierra, los que cruzan Marte y los planetas terrestres. El cinturón principal, entre Marte y Júpiter, es verde. Las dos ‘nubes’ naranjas corresponden a los asteroides troyanos de Júpiter. Crédito: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 OIG, CC BY-SA 3.0 OIG

Notas para editores

Puede encontrar más detalles sobre los lanzamientos de datos 3 de Gaia aquí: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/data-release-3

Desde el 13 de junio de 2022, a las 12:00 CEST en adelante, se puede acceder a los nuevos datos de Gaia en https://gea.esac.esa.int/archive/

El lanzamiento de datos 3 de Gaia se presentó hoy durante una rueda de prensa virtual en https://www.esa.int/ESA_Multimedia/ESA_Web_TV

Este kit de medios resume los datos en una serie de infografías: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Gaia_data_release_3_media_kit

Se pueden encontrar historias más detalladas sobre los nuevos datos de Gaia aquí: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3-stories

Una serie de artículos científicos que describen los datos y su proceso de validación aparecerán en un número especial de la revista Astronomy & Astrophysics: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3-papers

Para obtener más información, póngase en contacto:

Relaciones con los medios de la ESA

Correo electrónico: media@esa.int

• Publicado en ESA el 13 de junio del 2022, enlace publicación.