Esta ilustración visualiza el reciclaje de gas de la Vía Láctea por encima y por debajo de su disco estelar. El Hubble observa las nubes de gas invisibles subiendo y bajando con su sensible instrumento Cosmic Origins Spectrograph (COS). La firma espectroscópica de la luz de los cuásares de fondo que brilla a través de las nubes proporciona información sobre su movimiento. La luz del cuásar se desplaza al rojo en las nubes disparándose hacia arriba y lejos del plano galáctico, mientras que la luz del cuásar que pasa a través del gas que cae de nuevo aparece desplazada hacia el azul. Esta diferenciación permite al Hubble realizar una auditoría precisa del gas entrante y saliente en el ajetreado halo de la Vía Láctea, revelando un excedente inesperado y hasta ahora inexplicable de gas entrante. Crédito:NASA, ESA, y D. Player (STScI)
Nuestra Vía Láctea es una galaxia frugal. Las supernovas y los vientos estelares violentos sacan gas del disco galáctico, pero ese gas vuelve a caer sobre la galaxia para formar nuevas generaciones de estrellas. En un ambicioso esfuerzo por llevar a cabo una contabilidad completa de este proceso de reciclaje, los astrónomos se sorprendieron al encontrar un excedente de gas entrante.
"Esperábamos encontrar los libros de la Vía Láctea equilibrados, con un equilibrio de entrada y salida de gas, pero 10 años de datos ultravioleta del Hubble han demostrado que entra más de lo que sale, "dijo el astrónomo Andrew Fox del Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, autor principal del estudio que se publicará en The Diario astrofísico .
Fox dijo eso, por ahora, la fuente del exceso de gas entrante sigue siendo un misterio.
Una posible explicación es que el nuevo gas podría provenir del medio intergaláctico. Pero Fox sospecha que la Vía Láctea también está asaltando las "cuentas bancarias" de gas de sus pequeñas galaxias satélites. utilizando su fuerza gravitacional considerablemente mayor para desviar sus recursos. Adicionalmente, esta encuesta, mientras que en toda la galaxia, miraba solo el gas frío, y el gas más caliente podría jugar un papel, también.
El nuevo estudio informa las mejores mediciones hasta ahora de la rapidez con que el gas entra y sale de la Vía Láctea. Antes de este estudio, Los astrónomos sabían que las reservas de gas galáctico se reponen con la entrada y se agotan con la salida, pero no sabían las cantidades relativas de gas que entraban en comparación con las que salían. El equilibrio entre estos dos procesos es importante porque regula la formación de nuevas generaciones de estrellas y planetas.
Los astrónomos lograron este estudio mediante la recopilación de observaciones de archivo del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) de Hubble, que fue instalado en el telescopio por astronautas en 2009 durante su última misión de servicio. Los investigadores revisaron los archivos del Hubble, analizando 200 observaciones ultravioleta pasadas del halo difuso que rodea el disco de nuestra galaxia. El valor de la década de datos ultravioleta detallados proporcionó una mirada sin precedentes al flujo de gas a través de la galaxia y permitió el primer inventario de toda la galaxia. Las nubes de gas del halo galáctico solo son detectables con luz ultravioleta, y Hubble está especializado en recopilar datos detallados sobre el universo ultravioleta.
"Las observaciones originales de Hubble COS se tomaron para estudiar el universo mucho más allá de nuestra galaxia, pero volvimos a ellos y analizamos el gas de la Vía Láctea en primer plano. Es un mérito para el archivo de Hubble que podamos usar las mismas observaciones para estudiar tanto el universo cercano como el más distante. La resolución del Hubble nos permite estudiar simultáneamente objetos celestes locales y remotos, "señaló Rongmon Bordoloi de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, Carolina del Norte, un coautor del artículo.
Debido a que las nubes de gas de la galaxia son invisibles, El equipo de Fox utilizó la luz de los cuásares de fondo para detectar estas nubes y su movimiento. Quásares, los núcleos de galaxias activas alimentadas por agujeros negros bien alimentados, brillan como faros brillantes a través de miles de millones de años luz. Cuando la luz del cuásar llega a la Vía Láctea, pasa a través de las nubes invisibles.
El gas en las nubes absorbe ciertas frecuencias de luz, dejando huellas dactilares reveladoras en la luz del cuásar. Fox seleccionó la huella digital de silicio y la usó para rastrear el gas alrededor de la Vía Láctea. Outflowing and inflowing gas clouds were distinguished by the Doppler shift of the light passing through them—approaching clouds are bluer, and receding clouds are redder.
En la actualidad, the Milky Way is the only galaxy for which we have enough data to provide such a full accounting of gas inflow and outflow.
"Studying our own galaxy in detail provides the basis for understanding galaxies across the universe, and we have realized that our galaxy is more complicated than we imagined, " said Philipp Richter of the University of Potsdam in Germany, another co-author on the study.
Future studies will explore the source of the inflowing gas surplus, as well as whether other large galaxies behave similarly. Fox noted that there are now enough COS observations to conduct an audit of the Andromeda galaxy (M31), the closest large galaxy to the Milky Way.
