Nuestra galaxia, la Vía Láctea, nunca se detiene: gira y se tambalea. Y ahora, datos del telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea revelan que nuestra galaxia también tiene una onda gigante que se extiende desde su centro.
Sabemos desde hace unos cien años que las estrellas de la galaxia giran alrededor de su centro, y Gaia ha medido sus velocidades y movimientos. Desde la década de 1950, sabemos que el disco de la Vía Láctea está deformado. En 2020, Gaia descubrió que este disco se tambalea con el tiempo, de forma similar al movimiento de una peonza.
Y ahora ha quedado claro que una gran onda impulsa el movimiento de las estrellas de nuestra galaxia a distancias de decenas de miles de años luz del Sol. Como una piedra arrojada a un estanque, que provoca ondas que se extienden hacia afuera, esta onda galáctica de estrellas abarca una gran parte del disco exterior de la Vía Láctea.
La inesperada ondulación galáctica se ilustra en la figura superior. Aquí se muestran las posiciones de miles de estrellas brillantes en rojo y azul, superpuestas a los mapas de la Vía Láctea de Gaia.
En la imagen de la izquierda, observamos nuestra galaxia desde arriba. A la derecha, vemos un corte vertical de la galaxia y la onda de perfil. Esta perspectiva revela que el lado izquierdo de la galaxia se curva hacia arriba y el lado derecho hacia abajo (esta es la deformación del disco). La onda recién descubierta se indica en rojo y azul: en las áreas rojas, las estrellas se encuentran por encima, y en las áreas azules, por debajo del disco deformado de la galaxia.
Incluso si ninguna nave espacial pudiera viajar más allá de nuestra galaxia, la visión excepcionalmente precisa de Gaia —en las tres direcciones espaciales (3D) más tres velocidades (moviéndose hacia nosotros, alejándose de nosotros y a través del cielo)— permite a los científicos crear estos mapas de arriba a abajo y de canto.
A partir de estos datos, podemos observar que la onda se extiende por una gran parte del disco galáctico, afectando a estrellas ubicadas a entre 30.000 y 65.000 años luz del centro de la galaxia (a modo de comparación, la Vía Láctea tiene un diámetro de unos 100.000 años luz).
«Lo que hace esto aún más convincente es nuestra capacidad, gracias a Gaia, de medir también los movimientos de las estrellas dentro del disco galáctico», afirma Eloisa Poggio, astrónoma del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Italia, quien dirigió el equipo de científicos que descubrió la onda.
«Lo intrigante no es solo la apariencia visual de la estructura de la onda en el espacio tridimensional, sino también su comportamiento ondulatorio cuando analizamos los movimientos de las estrellas en su interior».
Los movimientos de las estrellas se hacen visibles con las flechas blancas en la imagen de canto de la Vía Láctea que se muestra arriba. Lo que se puede observar es que el patrón de onda de los movimientos verticales (representado por las flechas) está ligeramente desplazado horizontalmente con respecto al patrón de onda formado por las posiciones verticales de la estrella (indicado por los colores rojo y azul).
«Este comportamiento observado es consistente con lo que esperaríamos de una onda», explica Poggio.
Imaginemos una «ola» formada por una multitud en un estadio. Dado que las escalas de tiempo galácticas son mucho más largas que las nuestras, imaginemos ver esta ola en un estadio congelada en el tiempo, de forma similar a cómo observamos la Vía Láctea. Algunos individuos estarían de pie, otros se habrían sentado (mientras la ola pasaba) y otros se estarían preparando para levantarse (mientras la ola se acercaba).
En esta analogía, las personas de pie corresponden a las regiones coloreadas en rojo en nuestros mapas de frente y de canto. Y, si consideramos los movimientos, los individuos con los mayores movimientos verticales positivos (representados por las flechas blancas más grandes que apuntan hacia arriba) son aquellos que apenas comienzan a ponerse de pie, por delante de la onda entrante.
Poggio y sus colegas pudieron rastrear este sorprendente movimiento estudiando las posiciones y movimientos detallados de estrellas gigantes jóvenes y estrellas cefeidas. Estos son tipos de estrellas cuyo brillo varía de forma predecible, lo cual puede observarse con telescopios como Gaia a grandes distancias. Los hallazgos se publican en la revista Astronomy & Astrophysics.
Dado que las estrellas gigantes jóvenes y las cefeidas se mueven con la onda, los científicos creen que el gas del disco también podría participar en esta ondulación a gran escala. Es posible que las estrellas jóvenes conserven la información de la onda del propio gas, del que se originaron.
Los científicos desconocen el origen de estas sacudidas galácticas. Una colisión pasada con una galaxia enana podría ser una posible explicación, pero es necesario investigar más a fondo.
La gran ola también podría estar relacionada con un movimiento ondulante a menor escala observado a 500 años luz del Sol y que se extiende a lo largo de 9.000 años luz, la llamada Onda de Radcliffe.
«Sin embargo, la Onda de Radcliffe es un filamento mucho más pequeño y se ubica en una porción diferente del disco galáctico en comparación con la onda estudiada en nuestro trabajo (mucho más cerca del Sol que la gran ola). Ambas ondas podrían estar relacionadas o no. Por eso nos gustaría investigar más», añade Poggio.
«La próxima cuarta publicación de datos de Gaia incluirá posiciones y movimientos aún más precisos de las estrellas de la Vía Láctea, incluyendo estrellas variables como las Cefeidas. Esto ayudará a los científicos a crear mapas aún mejores y, por lo tanto, a comprender mejor estas características en nuestra galaxia», afirma Johannes Sahlmann, científico del proyecto Gaia de la ESA.
Con información de Astronomy & Astrophysics
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