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Un mapa con los futuros movimientos de mil millones de estrellas


Nuestro mejor mapa de la Vía Láctea acaba de mejorar aún más. Los últimos datos del observatorio espacial Gaia (que estudia más de mil millones de estrellas de la galaxia) no proporcionan solo una instantánea, sino también una imagen en movimiento de cómo se desplazarán las estrellas con el tiempo. Estos datos sientan las bases para estudios que abordarán desde los orígenes y la evolución de la Vía Láctea hasta la localización de su materia oscura.


"Nunca he visto otro proyecto en astronomía (ni en cualquier otra ciencia) que haya tenido un impacto tan grande en tan poco tiempo", afirma Amina Helmi, astrónoma de la Universidad de Groningen. "Mi grupo está preparado y muy emocionado por descubrir qué podemos averiguar y aprender sobre la Vía Láctea". A partir de los datos que Gaia publicó en 2018, Helmi y sus colaboradores han estudiado los movimientos de un gran número de estrellas, hallando pruebas de fusiones galácticas que tuvieron lugar hace miles de millones de años.


Gaia despegó a finales de 2013 y comenzó a observar las estrellas en julio de 2014, desde su atalaya situada a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. La sonda de la Agencia Espacial Europea (ESA) no deja de explorar el cielo mientras gira lentamente sobre sí misma, y ya ha medido las posiciones de las mismas estrellas varias veces, permitiendo que los científicos estudien los movimientos casi imperceptibles de las estrellas a través de la galaxia.


La perspectiva de Gaia cambia a medida que orbita en torno al Sol, y eso hace que la posición aparente de las estrellas también varíe mínimamente. Estas desviaciones angulares (que suelen ser de millonésimas de grado) pueden usarse para calcular a qué distancia del sistema solar se hallan las estrellas, mediante una técnica llamada paralaje.


Información esencial


El tipo de información que proporciona Gaia es fundamental para los astrónomos. En concreto, sin una medida fiable de la distancia, puede ser difícil adivinar el tamaño, la edad o el brillo de una estrella y, por lo tanto, modelizar su estructura y evolución.


La última actualización de Gaia contiene 1,3 teraoctetos de datos (frente a los 551 gigaoctetos de la anterior) recogidos a lo largo de unos tres años. La misión ha ampliado su catálogo de estrellas en un 15 por ciento, hasta llegar a los 1800 millones de astros, y sus mediciones se han tornado más precisas.

Los investigadores han escudriñado los dos conjuntos de datos publicados previamente por la misión (en 2016 y 2018), que se citan en la literatura científica a un ritmo de 3000 veces por año, según Floor van Leeuwen, astrónomo de la Universidad de Cambridge. Una base de datos de la NASA recoge hasta la fecha 4323 artículos revisados por pares que se basan en los resultados de Gaia. "Podemos ver cómo la influencia de esos datos se extiende a lo largo y ancho de la astronomía", señala Van Leeuwen.


Tras la última actualización del pasado 3 de diciembre, los astrónomos comenzaron a compartir en las redes sociales las comprobaciones que habían hecho con sus estrellas favoritas. "Es como una Navidad anticipada para los astrónomos galácticos", tuiteó Michelle Collins, de la Universidad de Surrey. João Alves, de la Universidad de Viena, publicó dos gráficas del mismo grupo de estrellas para comparar la última remesa de datos de Gaia con la anterior, dando gracias a la ESA "y a los 400 científicos de Europa que convierten esta misión en un sueño hecho realidad".


Un aluvión de datos


La última actualización de Gaia contiene 1,3 teraoctetos de datos (frente a los 551 gigaoctetos de la anterior) recogidos a lo largo de unos tres años. La misión ha ampliado su catálogo de estrellas en un 15 por ciento, hasta llegar a los 1800 millones de astros, y sus mediciones se han tornado más precisas. De acuerdo con Van Leeuwen, las medidas de la distancia han mejorado en un 50 por ciento en comparación con los datos de 2018, y las de las velocidades estelares, en un 100 por cien.


Para lograr esa mejora, el equipo de la misión tuvo que resolver un problema imprevisto. A medida que gira la sonda, la luz del Sol incide sobre ella con distintos ángulos, y eso la deforma ligeramente. Este efecto ha influido más de lo esperado en las mediciones de las posiciones estelares, pero el equipo ya ha aprendido a corregirlo, al menos en parte, asegura Van Leeuwen.


Eso significa que para estrellas alejadas hasta unos 5000 parsecs (16.000 años luz) del sistema solar, Gaia puede medir distancias con una precisión de hasta el 10 por ciento. El equipo prevé alcanzar esta precisión para distancias de hasta 10.000 parsecs (su objetivo original) antes de que concluya la misión.


Los nuevos datos incluyen un censo completo del vecindario solar: comprenden todas las estrellas situadas a menos de 100 parsecs (326 años luz) del Sol, excepto las más tenues, lo que representa más de 300.000 objetos. Las detalladas mediciones de los movimientos estelares efectuadas por Gaia también han permitido predecir el aspecto que presentará el cielo nocturno (visto desde de la Tierra) durante los próximos 1,6 millones de años: a medida que se muevan las estrellas, irán desapareciendo todas las constelaciones que distinguimos en la actualidad.


El movimiento del sistema solar


Además de estrellas, Gaia también observa cuásares, los corazones ardientes de otras galaxias mucho más distantes. Los cuásares están demasiado lejos para mostrar paralaje, así que básicamente parecen inmóviles, lo que los convierte en puntos de referencia ideales para seguir los movimientos de otros objetos, incluidas las placas tectónicas de la Tierra.


Sin embargo, debido a un efecto óptico relativista, el cielo aparece ligeramente deformado en la dirección en que se mueve el sistema solar dentro de la Vía Láctea. Ahora Gaia ha medido cómo cambia esa dirección debido a la atracción gravitatoria de la galaxia: en un año, el sistema solar experimenta una aceleración de 7 milímetros por segundo.


Denis Erkal, astrónomo de la Universidad de Surrey, empleó enseguida los datos sobre la aceleración del sistema solar para descartar la presencia de nubes masivas de materia oscura en el espacio cercano. La gráfica que publicó en las redes sociales solo presenta un cálculo aproximado, pero da pistas sobre qué estudios podrían ser factibles a medida que la misión reúna más datos.


Las detalladas mediciones de los movimientos estelares efectuadas por Gaia también han permitido predecir el aspecto que presentará el cielo nocturno (visto desde de la Tierra) durante los próximos 1,6 millones de años: a medida que se muevan las estrellas, irán desapareciendo todas las constelaciones que distinguimos en la actualidad.

En 2022 se publicará un conjunto de datos más completo, que incluirá espectros estelares actualizados. También debería mostrar miles de estrellas bamboleándose por efecto de la atracción gravitatoria de otro objeto, lo que aportará una nueva herramienta para descubrir miles de exoplanetas masivos. Y, a continuación, el equipo de Gaia espera generar al menos un mapa enormemente mejorado de la galaxia. La sonda tiene suficiente combustible para seguir operando hasta el año 2025.



Fuente: Investigación y Ciencia

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