Una intrincada red de carriles de gas hidrógeno impregna la Vía Láctea
Reconstrucción de la distribución de gas hidrógeno en una porción de la Vía Láctea basada en las observaciones del estudio THOR. Wang Et Al. 2020/ EF
Un grupo internacional dirigido por Juan Diego Soler del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) hizo visible esta intrincada red de gas aplicando técnicas de visión artificial a datos de la encuesta THOR (The HI/OH/Recombination line survey of the Milky Way) que brindan la vista más detallada sobre la distribución del hidrógeno atómico en la Vía Láctea interior hasta la fecha.
Los científicos analizaron las orientaciones de los filamentos en relación con el disco de la Vía Láctea utilizando métodos estadísticos y simulaciones. Infirieron que la estructura conservaba una huella de procesos dinámicos históricos inducidos por la rotación del disco galáctico y la retroalimentación de las antiguas explosiones de supernovas.
El hidrógeno es el ingrediente clave para formar nuevas estrellas. Sin embargo, aunque es el elemento químico más abundante en el Universo, la cuestión de cómo este gas se ensambla en las nubes a partir de las cuales se forman finalmente las estrellas, sigue siendo una cuestión abierta. Una colaboración de astrónomos encabezada por Juan Diego Soler del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg ha dado ahora un paso importante para dar respuesta.
Para registrar mejor la distribución del gas hidrógeno atómico, Soler aplicó un algoritmo matemático a los datos comúnmente utilizados en aplicaciones como el reconocimiento de caracteres y el análisis de imágenes de satélite. Esto resultó en revelar una extensa e intrincada red de filamentos de hidrógeno.
EL OBJETO COHERENTE MÁS GRANDE CONOCIDO EN LA VÍA LÁCTEA
El equipo de astrónomos descubrió que la mayoría de ellos son paralelos al disco de la Vía Láctea, incluido un carril de hidrógeno de 3.000 años luz de largo, que Soler nombró Magdalena en honor al río más largo de Colombia, su país de nacimiento.
"Maggie [Magdalena] podría ser el objeto coherente más grande conocido en la Vía Láctea. En los últimos años, los astrónomos han estudiado muchos filamentos moleculares, pero Maggie parece ser puramente atómica. Debido a su posición afortunada en la Vía Láctea, tenemos la suerte de haber podido detectarlo ", comenta Jonas Syed, estudiante de doctorado en MPIA, que también forma parte del equipo de THOR. Sin embargo, fue una población de filamentos verticales lo que llamó especialmente la atención de los investigadores.
"Al igual que en la masa de pizza giratoria, esperábamos que la mayoría de los filamentos fueran paralelos al plano y estirados por la rotación. Pero cuando encontramos muchos filamentos verticales alrededor de regiones conocidas por su alta actividad de formación de estrellas, supimos que estábamos en algo. Algún proceso debe haber estado expulsando material del plano galáctico ", explica Soler. Las estrellas con masas elevadas (más de ocho veces la masa del Sol) inyectan grandes cantidades de energía en su entorno a través de vientos, radiación ionizante y, al final de sus vidas, a través de explosiones de supernovas.
En el pasado, los astrónomos han utilizado las observaciones de hidrógeno atómico para identificar los caparazones alrededor de explosiones de supernovas que tienen unos pocos millones de años. Las ondas de choque de estas explosiones hacen que el gas hidrógeno difuso y ubicuo se acumule en nubes más densas, que los científicos sospechan que son los primeros pasos en el proceso de formación de estrellas. Pero esto es diferente. Dado que la mayoría de los filamentos verticales de hidrógeno atómico aparecen concentrados en regiones con una larga historia de formación estelar, donde varias generaciones de estrellas y explosiones de supernovas han dado forma al medio ambiente, los investigadores los relacionaron con eventos que precedieron a los caparazones conocidos.
"Lo más probable es que estemos mirando el remanente de muchas capas más antiguas que explotaron cuando alcanzaron el borde del disco galáctico, se acumularon durante millones de años y permanecen coherentes gracias a los campos magnéticos", explica Soler. El equipo infirió esta conclusión a partir del uso de simulaciones numéricas avanzadas de la dinámica de las explosiones de supernovas, los campos magnéticos y los movimientos galácticos proporcionados por un grupo de investigación dirigido por Rowan Smith en el Centro de Astrofísica Jodrell Bank en el Reino Unido y Patrick Hennebelle en el CEA / Saclay. en Francia.
Los resultados y las herramientas de análisis de este estudio ofrecen un nuevo vínculo entre las observaciones y los procesos físicos que conducen a la acumulación de gas que precede a la formación de nuevas estrellas en la Vía Láctea y otras galaxias. "Las galaxias son sistemas dinámicos complejos y es difícil obtener nuevas pistas. Los arqueólogos reconstruyen civilizaciones a partir de las ruinas de ciudades. Los paleontólogos reconstruyen ecosistemas antiguos a partir de huesos de dinosaurios. Estamos reconstruyendo la historia de la Vía Láctea utilizando las nubes de gas hidrógeno atómico ", concluye Soler.