Galaxia vista completamente.

“El aspecto verdadero de la Vía Láctea”

Compilado por Manlio E. Wydler (°)

 

Las imágenes de la Vía Láctea que se le vengan a la cabeza o que pueda encontrar en Internet serán las de una galaxia espiral ordinaria, vista de cara, un vasto molinillo de luz estelar y polvo que contiene cientos de miles de millones de estrellas. Esas imágenes, sin embargo, son en buena medida inventadas.

Sabemos que la Vía Láctea es una galaxia espiral llena de estrellas que mide más de cien mil años luz de ancho, y sabemos que nuestro sistema solar va girando entre dos brazos espirales, más bien por la periferia, a unos 27.000 años luz del centro. Pero más allá de esto, nuestro conocimiento va mermando. Ninguna nave espacial o telescopio construido por seres humanos ha escapado de la Vía Láctea, se ha dado la vuelta para mirarla y la ha retratado. Como estamos inmersos en el disco de la galaxia, solo podemos verlo como una franja brillante de estrellas que cruza el cielo. Para los astrónomos que quieren cartografiarla, es un poco como aprender la anatomía de un cuerpo humano desde la perspectiva de una sola célula que estuviese en alguna parte del antebrazo. ¿Cuántos brazos espirales tiene realmente la Vía Láctea? ¿Cuánto pesa? ¿Qué aspecto tendría verdaderamente nuestra casa cósmica vista desde una galaxia cercana? Si se le pregunta a una astrónoma y es completamente sincera, se verá que no lo sabemos del todo.

Entre los mayores obstáculos con que tropieza nuestro conocimiento está el disco mismo de la galaxia, en especial su centro, donde se espesa el polvo, que absorbe la luz, y abundan las erupciones astrofísicas que pueden arruinar las observaciones más delicadas. Significa que sabemos muy poco del otro lado de la galaxia. «Ópticamente, es como intentar mirar a través de una prenda de terciopelo: negro como lo más negro que puede haber», dice Thomas Dame, astrónomo del Centro de Astrofísica Smithsoniano de Harvard. «En lo que se refiere al dibujo de la estructura espiral, la mitad de la Vía Láctea es, básicamente, terra incognita». Ahora, sin embargo, unas nuevas mediciones, que han batido récords, están permitiendo a los astrónomos atravesar el velo del centro galáctico como nunca antes y elaborar los mejores mapas de la estructura de nuestra galaxia.

En vez de usar luz visible, Dame y otros cartografían la Vía Láctea observando las emisiones de radio de las nubes de gas molecular y de estrellas jóvenes de masa muy grande; de ordinario, aquellas y estas se encuentran en los brazos espirales. El problema consiste en medir, a falta de señales de carretera o hitos kilométricos cósmicos, a qué distancia están esos objetos. Sin conocer esas distancias, no es posible situar con precisión ninguna fuente de radio de dentro de la galaxia para reconstruir adecuadamente la morfología de nuestra galaxia. Desde la década de 1950 se ha solucionado este problema por medio de las «distancias cinemáticas», unos cálculos que tratan a los objetos de la Vía Láctea como pequeños componentes de los restos de un naufragio que, captados por un remolino, trazan una espiral; como las cosas tienden a moverse más deprisa cuando se acercan al centro, medir la velocidad a la que un objeto se mueve hacia nosotros o se aleja ofrece una estimación de su distancia al centro galáctico y, por lo tanto, a nuestro sistema solar. Gracias a las distancias cinemáticas, Dame y otros descubren brazos espirales antes desconocidos y subestructuras de los brazos espirales en el lado de la Vía Láctea en que se encuentra nuestro sistema solar. Pero esta técnica deja de valer cuando de lo que se trata es de mirar directamente a través de la galaxia, adonde los objetos no se mueven hacia nosotros o alejándose de nosotros, sino más bien de forma puramente perpendicular a nuestra línea de visión. Para cartografiar la mitad oculta de la Vía Láctea se requiere un método más directo.

 

En un estudio publicado el 12 de octubre en Science, Dame y un equipo internacional de colaboradores han presentado los resultados de un método que es justo así. Valiéndose de la Red de Muy Larga Base (VLBA) de la Fundación Nacional de la Ciencia, un sistema interconectado de diez radiotelescopios que se extiende por Hawai, Norteamérica y el Caribe, estos astrónomos han logrado medir directamente la distancia a un objeto llamado G007.47+00.05, una región donde se forman estrellas que se encuentra en el lado opuesto de la galaxia al de nuestro sistema solar. La medición arroja que la región está a unos 66.000 años luz, casi 40.000 más allá del centro galáctico, lo que es más o menos el doble que la mayor distancia medida directamente en la Vía Láctea hasta ahora.

El equipo utilizó una técnica bien antigua, la determinación del paralaje, que mide el desplazamiento aparente de la posición en el cielo de un objeto cuando es observado desde lados opuestos de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Para percibir el paralaje a escalas menores basta con mantener un dedo ante la cara y guiñar un ojo y luego el otro. Parecerá que el dedo salta de un lado al otro; calcular su distancia a la cara es tan sencillo como medir el ángulo de su desplazamiento aparente. Cuanto menor sea el ángulo, mayor será la distancia. Y cuanto mayor sea la distancia entre los dos detectores, sean los dos ojos o dos antenas parabólicas, más precisa podrá ser la medición.

Las observaciones del paralaje por le VLBA se efectuaron en 2014, cuando la Tierra estaba en un lado de su órbita, y seis meses después, ya en 2015, con el planeta al otro lado del Sol. De esta forma se maximizaba la sensibilidad de la técnica, que así pudo medir el minúsculo desplazamiento de la posición aparente de la región formadora de estrellas. Según el autor principal del trabajo, Alberto Sanna, investigador posdoctoral del Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Alemania, y primer autor del artículo de Science, la medición del VLBA «equivale a ver una pelota de béisbol en la superficie de la Luna». Este logro, dice Sanna, demuestra que «podemos medir toda la extensión de nuestra galaxia, numerar y cartografiar con precisión sus brazos espirales y llegar a saber cuál es la verdadera forma de estos, con lo cual podremos a su vez saber qué aspecto tiene de verdad la Vía Láctea».

«Es de verdad un trabajo excelente; creo que es el paralaje más pequeño que se haya obtenido jamás, y ciertamente se trata de un hito de la moderna astronomía observacional», dice Mareki Honma, astrónomo del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, y que dirige otro equipo que midió por su parte la distancia a G007.47+00.45 en 2016 y obtuvo un valor parecido. Esa medición, sin embargo, no fue lo suficientemente precisa para conseguir el paralaje; se basó en seguir el llamado «movimiento propio» de esa región formadora de estrellas a través del plano del cielo. La semejanza entre los resultados de ambos equipos, dice Honna, da a entender que el movimiento propio puede, por sí mismo, ser una útil herramienta para determinar las distancias a objetos del otro lado de la galaxia.

La distancia confirmada a esa concreta región con formación de estrellas está redibujando los mapas galácticos. Dame y sus colaboradores utilizaron en 2011 las mediciones de radio para trazar tentativamente la trayectoria de uno de los brazos espirales, que lleva el nombre de Scutum-Centaurus. La medición fragmentaria que realizaron parece indicar que ese brazo podría envolver casi la totalidad de la Vía Láctea, pero perdieron la pista (y una prueba crucial de su amplitud abrazadora de la galaxia) en la vecindad del oscuro y turbulento centro galáctico. Este brazo formador de estrellas «pasa justo por uno de los rasgos que identificamos en 2011 y añade elementos de juicio a favor de que el brazo Scutum-Centaurus es en realidad una de las grandes estructuras de la galaxia», explica Dame. «En 2011, escribimos que quizá nunca podríamos verificarlo porque determinar su distancia a través del centro galáctico sería muy difícil, pero estábamos siendo miopes porque aquí está, ¡seis años después!».

La laboriosa medición realizada por el VLBA a través de la órbita terrestre era parte de un proyecto más amplio, el Rastreo Legacy de la Estructura Espiral (BeSSel), dirigido por Mark Reid, quien como Dame es un radioastrónomo del Centro Smithsoniano de Astrofísica de Harvard y coautor del artículo de Science. BeSSel, que se encuentra ahora en sus etapas finales, empleó 3500 horas en el VLBA para obtener más de 200 mediciones de la distancia a regiones dispersas por la Vía Láctea donde se forman estrellas. Muchas de esas mediciones están ahora dibujando nuevos detalles de la filigrana de los brazos espirales de la galaxia.

Es un buen arranque, pero la VLBA y BeSSeL no pueden rastrear la mayoría de las regiones formadoras de estrellas visibles desde el hemisferio sur, y aunque pudiesen, el paralaje solo no rellenaría por completo el mapa galáctico. Como es tan difícil medir el paralaje cuando se trata de remotas regiones donde se crean estrellas en el otro lado de la galaxia, los astrónomos coinciden en muy buena medida en que servirán sobre todo como importantes puntos de calibración que complementarán las medidas cinemáticas de la distancia existentes.

Para progresar más habrá que combinar los datos del paralaje, el movimiento propio y la distancia cinemática por medio de rastreos que utilicen los radiotelescopios del hemisferio austral así como los datos tomados en el espacio por el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea. Este usa mediciones del paralaje en luz visible para detallar muchos aspectos fundamentales todavía desconocidos de nuestra galaxia, como la velocidad y homogeneidad de su rotación. Así, los astrónomos podrán determinar finalmente cuál es realmente la masa de la galaxia, lo que podría aportar nuevas ideas acerca de su inventario de estrellas y la hipotética materia oscura, más los pequeños satélites que se agazapan en sus bordes. Y ello ayudará a saber cómo se formó la Vía Láctea y mucho de lo que ha ocurrido desde entonces.

«¿Hasta qué punto es en realidad importante poder ver con claridad a través del otro lado de nuestra galaxia?», se pregunta Tom Bania, radioastrónomo de la Universidad de Boston que ha participado en algunos de los rastreos australes. «No hay nada más importante en toda la astrofísica. La humanidad tardó miles de años en cartografiar la Tierra con precisión; un mapa de la galaxia condicionará la alrededor de una docena de modelos de la estructura y evolución de la Vía Láctea. Para mí, el ‘santo grial’ de la astronomía consiste en conseguir una perspectiva clara de nuestra relación con el universo físico. El mapa de nuestra galaxia es una parte de ello, y ese mapa sigue estando incompleto».

Pronto eso va a poder cambiar. Gracias a BeSSel, señala Reid, «en solo unos cuantos años más deberíamos tener un mapa que nos muestre el verdadero aspecto de la Vía Láctea».

(°) Ingeniero, presidente Honorario de FAPLEV. Vecino Solidario 2001.