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El nacimiento de estrellas en nuestra galaxia llegó en ráfagas brillantes

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Nuestra galaxia espiral, la Vía Láctea, es una banda de luz nebulosa cuando se ve en el cielo claro y oscuro de la noche de la Tierra. Esta banda resplandeciente de luz nebulosa, que se extiende de horizonte a horizonte, está formada por una multitud de estrellas ardientes que no pueden verse individualmente con el ojo humano sin ayuda. Nuestro Sol de 4560 millones de años es una de miles de millones de otras estrellas brillantes que realizan su baile fantástico y alegre dentro de esta gran galaxia que es nuestro hogar. Nuestra Estrella está situada en los suburbios lejanos de nuestra Vía Láctea, en uno de sus brazos espirales giratorios. Pero, la historia antigua del nacimiento estelar, que ocurrió en lo profundo del corazón de nuestra Galaxia, sigue siendo un misterio de larga data. En diciembre de 2019, los astrónomos del Instituto Max Planck-Gesellschaft en Alemania, publicaron sus hallazgos proponiendo que hubo dos intensos estallidos de actividad que condujeron al nacimiento de estrellas en el centro de nuestra Vía Láctea.

Las nuevas observaciones indican que el nacimiento de estrellas alcanzó su punto máximo en el corazón de nuestra galaxia hace unos ocho mil millones de años. Sin embargo, las observaciones también sugieren que hubo una segunda ronda de nacimiento estelar que ocurrió hace unos mil millones de años. Muchos astrónomos habían propuesto previamente que las estrellas que habitan el disco central relativamente pequeño de nuestra Vía Láctea habían nacido continuamente. Este escenario inspirará nuevos trabajos teóricos que expliquen el origen y las propiedades de la característica en forma de barra dentro del disco de nuestra galaxia.

Según las nuevas observaciones, más del 90% de las estrellas del disco se formaron durante la primera ronda de nacimiento estelar hace al menos ocho mil millones de años. Sin embargo, la segunda ronda de nacimiento estelar, que fue responsable de la formación de aproximadamente el 5% de las estrellas del disco, ocurrió mucho más tarde, en un período de tiempo relativamente breve, hace solo unos mil millones de años. Entre los dos episodios de intenso nacimiento estelar, hubo un largo período de paz y tranquilidad celestial, en el que casi no nacían nuevas estrellas brillantes.

Las estrellas observadas en este estudio pueblan una densa región en forma de disco de nuestra galaxia, denominada disco nuclear. Este disco rodea el cúmulo de estrellas más interno de la Vía Láctea y su agujero negro supermasivo residente central, denominado Sagitario A* (pronunciado Sagitario-una-estrella). El agujero negro central de nuestra galaxia es relativamente ligero, al menos en lo que respecta a los agujeros negros supermasivos, y pesa solo millones de veces la masa solar, a diferencia de los miles de millones de veces la masa solar que tienen muchos otros. de su tipo extraño.

con sus observaciones de dos intensos episodios de nacimiento de estrellas, los astrónomos han sugerido una revisión de parte de la misteriosa historia antigua de nuestra galaxia. Muchos astrónomos han asumido que las estrellas que pueblan el corazón de nuestra Vía Láctea nacieron gradualmente durante los últimos millones de años. Sin embargo, los nuevos hallazgos sugieren que puede haber una línea de tiempo diferente. Si es así, esto podría tener consecuencias para una serie de otros fenómenos astronómicos.

El nuevo escenario también es particularmente interesante porque arroja nueva luz sobre el crecimiento de Sagitario A*. El gas que flota en el misterioso corazón de nuestra galaxia da como resultado tanto el nacimiento de estrellas como un aumento de la gran masa de nuestro agujero negro supermasivo residente. Esta nueva revisión propuesta de la historia de formación estelar de nuestra Vía Láctea sugiere que Sagitario A* probablemente alcanzó la mayor parte de su masa actual antes de hace ocho mil millones de años.

Una breve historia de nuestra galaxia

Nuestra Vía Láctea en forma de espiral barrada, iluminada por estrellas, es solo una de miles de millones de otras galaxias que habitan el Universo observable. Antes de 1920, los astrónomos pensaban que nuestra galaxia era única y que era la entero Universo.

Nuestra Vía Láctea tiene un diámetro impresionante de entre 150 000 y 200 000 años luz, y se estima que alberga entre 100 y 200 mil millones de estrellas, así como más de 100 mil millones de planetas. Nuestro Sistema Solar está situado en un radio de aproximadamente 27.000 años luz del centro galáctico, en el borde interior de la Brazo de Orión, que es una de las concentraciones en forma de espiral de gas y polvo que hacen que nuestra Vía Láctea parezca un molinillo de viento gigante iluminado por las estrellas en la inmensidad del espacio-tiempo. Las estrellas ardientes y brillantes situadas dentro de los 10.000 años luz más internos forman un protuberancia y uno o más barras que irradian desde el protuberancia.

Las estrellas brillantes y las nubes de gas, ubicadas a una amplia gama de distancias del corazón de nuestra galaxia, giran a aproximadamente 220 kilómetros por segundo. Esta velocidad constante de rotación contradice las leyes de la dinámica de Kepler e indica que alrededor del 90 % de la masa de nuestra galaxia es invisible para nuestros telescopios, y que no emite ni absorbe radiación electromagnética. Este material invisible y fantasmal ha sido llamado el materia oscura, y se cree que está compuesto de partículas exóticas no atómicas. El misterioso materia oscura juega el importante papel del «pegamento» gravitacional que mantiene unidas a las galaxias, y su existencia explica por qué los objetos a diferentes distancias giran a una velocidad constante alrededor del centro galáctico, desafiando así la dinámica de Kepler.

Nuestra Vía Láctea, en su conjunto, se eleva a través del espacio-tiempo a una velocidad de aproximadamente 600 kilómetros por segundo con respecto a los marcos de referencia extragalácticos. Las estrellas más antiguas que habitan nuestra Galaxia son casi tan antiguas como el propio Universo de 13.800 millones de años y, por lo tanto, probablemente se formaron poco después de la cosmología. edad Oscura después del Big Bang. el cosmológico edad Oscura se refieren a una era muy antigua antes del nacimiento de la primera generación de estrellas.

Cuando usamos el término «Vía Láctea», nos referimos únicamente a la banda de luz brillante que vemos extendiéndose de horizonte a horizonte en nuestro cielo durante la noche. Las áreas oscuras dentro de esta banda nebulosa y suavemente luminosa, como el Gran grieta y el Saco de carbón, son en realidad regiones donde el polvo interestelar bloquea la luz que emana de estrellas distantes. La parte del cielo nocturno que oscurece nuestra Galaxia se denomina Zona de Evasión.

Nuestra Vía Láctea tiene un brillo superficial bajo, y su visibilidad puede verse significativamente reducida por la luz de fondo que sale de la contaminación lumínica o la luz de la luna. Nuestra Galaxia es difícil de ver desde ciudades brillantemente iluminadas, pero se muestra muy bien cuando se observa desde áreas rurales cuando la Luna de la Tierra está debajo del horizonte. De hecho, un tercio de la población humana no puede ver la Vía Láctea desde sus hogares debido a esta luz de fondo.

Nuestra Galaxia es la segunda galaxia más grande que habita en el Grupo local. La galaxia espiral un poco más grande, llamada Andrómeda, es el más grande. Nuestra Vía Láctea también está rodeada por varias galaxias satélite pequeñas, como la amorfa Largo y Pequeñas Nubes de Magallanes. como miembro de la Grupo localnuestra Galaxia y sus satélites forman parte de la Supercúmulo de Virgoque es en sí mismo un componente de la Sipercúmulo de Laniakea.

Dos explosiones brillantes de Baby Star-Birth

Se cree que el episodio intenso, pero de corta duración, del nacimiento de una estrella bebé hace mil millones de años, es uno de los eventos más energéticos en la historia de nuestra galaxia. Cientos de miles de estrellas masivas recién formadas probablemente explotaron como supernovas en un lapso de solo unos pocos millones de años.

Debido a estas nuevas observaciones, los astrónomos estudiarán una característica importante de nuestra Vía Láctea. Nuestra Galaxia es una espiral barrada. Esto significa que tiene una región alargada que se calcula entre 2.000 y 15.000 años luz de longitud, uniendo los extremos internos de sus dos brazos espirales principales. Se cree que estas estructuras de barras galácticas son bastante eficientes cuando canalizan gas hacia la región central de una galaxia. Esto daría como resultado el nacimiento de nuevas y ardientes estrellas bebé.

Es probable que los astrónomos propongan nuevos escenarios para explicar los miles de millones de años tranquilos en los que no nacieron estrellas bebés en el disco galáctico nuclear. Durante esos muchos años pacíficos, evidentemente no se canalizó gas hacia el centro galáctico en cantidades suficientes para formar nuevas estrellas. El Dr. Francisco Nogueras Lara, autor principal del artículo que describe esta investigación, señaló en un 16 de diciembre de 2019 Comunicado de prensa de Max Planck (MPIA) que «o bien la barra galáctica ha surgido recientemente, o tales barras no son tan eficientes para canalizar gas como se supone comúnmente. En el último caso, algún evento, como un encuentro cercano con una galaxia enana, debe haber desencadenado el flujo de gas hacia el centro galáctico hace unos mil millones de años». El Dr. Lara estuvo anteriormente en el Astrofísica de Andalucíay actualmente es investigador postdoctoral en MPIA.

Esta reconstrucción propuesta de la historia del disco galáctico nuclear se basa en ciertas propiedades conocidas de la formación estelar. Las estrellas sólo pueden «vivir» de la combustión de hidrógeno Secuencia principal por un lapso de tiempo establecido. Por ejemplo, nuestro Sol de casi 5 mil millones de años tiene una «vida» de 10 mil millones de años, y todavía está en la mitad de su vida. La «vida» de una estrella en particular se basa en su masa y composición química.

Siempre que ha nacido un gran número de estrellas al mismo tiempo, lo cual es común en el Cosmos, los astrónomos pueden observar el conjunto, comparar el brillo estelar con el color rojizo y determinar cuánto tiempo hace que nacieron los hermanos estelares. nacido. Un indicador de la edad estelar se conoce como el grupo rojo. Él grupo rojo las estrellas han comenzado a fusionar helio en sus núcleos, lo que significa que ya han fusionado su suministro necesario de hidrógeno en helio. Al determinar el brillo promedio de las estrellas en ese grupolos astrónomos pueden deducir la edad de ese grupo de estrellas.

Sin embargo, hay una trampa». Todas esas técnicas exigen que los astrónomos estudien estrellas separadas. Para las regiones centrales de nuestra galaxia, eso presenta un gran desafío. Esto se debe a que, cuando se observa desde la Tierra, el centro galáctico está oculto detrás de enormes nubes de polvo oscurecedor, lo que requiere observaciones infrarrojas para observar a través de estas nubes de polvo que lo cubren.

Además, tales estudios seguramente observarán demasiadas estrellas en el centro de nuestra Vía Láctea. El disco galáctico es muy denso, está repleto de entre mil y cien mil estrellas en un cubo con una longitud de lado de un año luz. Cuando los astrónomos observan campos de estrellas muy densos de este tipo, esos discos estelares se superpondrán en la imagen del telescopio. Separar tales campos en estrellas individuales es extremadamente difícil, pero necesario si un observador quiere reconstruir la historia de formación del centro galáctico.

Teniendo en cuenta todos esos desafíos, el Dr. Rainer Schodel (Instituto de Astrofísica de Andalucía, PI de El Encuesta del Núcleo Galáctico), MPIA La Dra. Nadine Neumayer y sus colegas comenzaron a planificar cómo abordar el problema. Los astrónomos se dieron cuenta de que tendrían que encontrar el instrumento adecuado para esta difícil tarea. Como explicó el Dr. Neumayer en el 16 de diciembre de 2019 Comunicado de prensa MPIA «Necesitábamos un instrumento de infrarrojo cercano con un gran campo de visión, capaz de observar la región central de la Vía Láctea que se encuentra en el Cielo del Sur». El HAWK del Observatorio Europeo Austral (ESO) demostró ser un instrumento ideal para su exploración. HALCÓN es una cámara infrarroja en el Telescopio Muy Grande (VLT) en el Observatorio Paranal de El ESO en Chile.

Para ellos Encuesta del Núcleo Galáctico, los astrónomos observaron la región central de nuestra Vía Láctea utilizando HALCÓN-1 por 16 noches. Al hacer esto, lograron obtener una fotometría precisa de más de tres millones de estrellas. Utilizando una técnica especial denominada imágenes holográficas, los astrónomos pudieron distinguir entre estrellas separadas por apenas 0,2 segundos de arco. Con este alto grado de precisión, es posible distinguir dos centavos separados cuando se ven desde una distancia de más de 8 kilómetros. Un dúo de claramente visible grumos rojos en el diagrama color-magnitud resultante permitió a los astrónomos reconstruir la historia de formación del disco nuclear galáctico.

Los astrónomos están estudiando actualmente la influencia del polvo en sus observaciones (extinción y enrojecimiento). Tener en cuenta los efectos del polvo les ayudará a hacer reconstrucciones aún más precisas de la historia de las regiones centrales de nuestra Vía Láctea en el futuro.

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