Los astrónomos de la Universidad de Harvard han descubierto un monolítico, estructura gaseosa en forma de onda, la más grande jamás vista en nuestra galaxia, formada por viveros estelares interconectados. Apodada la "ola Radcliffe" en honor a la base de operaciones de la colaboración, el Instituto Radcliffe de Estudios Avanzados, El descubrimiento transforma una visión de 150 años de los viveros estelares cercanos como un anillo en expansión en uno que presenta una ondulación, filamento formador de estrellas que alcanza billones de millas por encima y por debajo del disco galáctico.

La obra, publicado en Naturaleza el 7 de enero, fue posible gracias a un nuevo análisis de datos de la nave espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, lanzado en 2013 con la misión de medir con precisión la posición, distancia, y movimiento de las estrellas. El equipo de investigación combinó los datos súper precisos de Gaia con otras mediciones para construir un detallado, Mapa tridimensional de materia interestelar en la Vía Láctea, y notó un patrón inesperado en el brazo espiral más cercano a la Tierra.

Los investigadores descubrieron un largo estructura delgada, alrededor de 9, 000 años luz de largo y 400 años luz de ancho, con forma ondulada, alcanzando una cresta de 500 años luz por encima y por debajo del plano medio del disco de nuestra galaxia. The Wave incluye muchas de las guarderías estelares que antes se pensaba que formaban parte del "Cinturón de Gould", una banda de regiones de formación de estrellas que se cree que están orientadas alrededor del Sol en un anillo.

"Ningún astrónomo esperaba que viviéramos junto a un gigante, colección de gas en forma de onda, o que forma el brazo local de la Vía Láctea, "dijo Alyssa Goodman, el profesor Robert Wheeler Willson de astronomía aplicada en la Universidad de Harvard, investigador asociado en la Institución Smithsonian, y codirector del Programa de Ciencias del Radcliffe Institute of Advanced Study. "Nos quedamos completamente sorprendidos cuando nos dimos cuenta de lo larga y recta que es la Radcliffe Wave, mirándolo desde arriba en 3-D, pero qué sinusoidal es cuando se ve desde la Tierra. La mera existencia de la Ola nos obliga a repensar nuestra comprensión de la estructura tridimensional de la Vía Láctea ".

"Gould y Herschel observaron la formación de estrellas brillantes en un arco proyectado en el cielo, así que durante mucho tiempo la gente ha estado tratando de averiguar si estas nubes moleculares realmente forman un anillo en 3-D, "dijo João Alves, profesor de astrofísica estelar en la Universidad de Viena y Radcliffe Fellow (2018-2019). "En lugar de, lo que hemos observado es la estructura de gas coherente más grande que conocemos en la galaxia, organizado no en un anillo sino en un masivo, filamento ondulado. El Sol se encuentra a solo 500 años luz de la Ola en su punto más cercano. Ha estado justo frente a nuestros ojos todo el tiempo pero no pudimos verlo hasta ahora ".

El nuevo, El mapa 3-D muestra nuestro vecindario galáctico bajo una nueva luz, dando a los investigadores una visión revisada de la Vía Láctea y abriendo la puerta a otros descubrimientos importantes.

"No sabemos qué causa esta forma, pero podría ser como una onda en un estanque, como si algo extraordinariamente masivo aterrizara en nuestra galaxia, "dijo Alves." Lo que sí sabemos es que nuestro Sol interactúa con esta estructura. Pasó por un festival de supernovas cuando cruzó Orión hace 13 millones de años, y en otros 13 millones de años volverá a cruzar la estructura, como si estuviéramos 'surfeando la ola' ".

Una visión privilegiada de la galaxia

Desenredar estructuras en el vecindario galáctico "polvoriento" en el que nos sentamos es un desafío de larga data en astronomía. En estudios anteriores, el grupo de investigación de Douglas Finkbeiner, profesor de astronomía y física en Harvard, fue pionero en técnicas estadísticas avanzadas para mapear la distribución tridimensional del polvo utilizando extensos estudios de los colores de las estrellas. Armado con nuevos datos de Gaia, Los estudiantes graduados de Harvard, Catherine Zucker y Joshua Speagle, recientemente aumentaron estas técnicas, mejorando drásticamente la capacidad de los astrónomos para medir distancias a regiones de formación de estrellas. Ese trabajo, dirigido por Zucker, se publica en el Diario astrofísico .

"Sospechamos que podría haber estructuras más grandes que simplemente no podríamos poner en contexto. Entonces, para crear un mapa preciso de nuestro vecindario solar, Combinamos observaciones de telescopios espaciales como Gaia con astrosestadísticas, Visualización de datos, y simulaciones numéricas ", explicó Zucker, quien es un miembro graduado y Ph.D. de NSF. candidato en la Escuela de Graduados de Artes y Ciencias de Harvard con sede en el departamento de Astronomía de Harvard.

Zucker jugó un papel clave en la compilación del catálogo más grande de distancias precisas hasta los viveros estelares locales, la base del mapa tridimensional utilizado en el estudio. Ella se ha fijado el objetivo de pintar una nueva imagen de la Vía Láctea, cerca y lejos. "Reunimos a este equipo para que pudiéramos ir más allá del procesamiento y la tabulación de los datos para visualizarlos activamente, no solo para nosotros sino para todos. Ahora, literalmente podemos ver la Vía Láctea con nuevos ojos, " ella dijo.

"El estudio de los nacimientos estelares es complicado por los datos imperfectos. Nos arriesgamos a equivocarnos en los detalles, porque si te confundes la distancia, estás confundido sobre el tamaño ", dijo Finkbeiner.

Goodman estuvo de acuerdo, "Todas las estrellas del universo, incluido nuestro sol, se forman en dinámica, colapso nubes de gas y polvo. Pero determinando cuánta masa tienen las nubes, qué tan grandes son - ha sido difícil, porque estas propiedades dependen de qué tan lejos esté la nube ".

Un universo de datos

Según Goodman, Los científicos han estado estudiando densas nubes de gas y polvo entre las estrellas durante más de cien años. haciendo zoom en estas regiones con una resolución cada vez mayor. Antes de Gaia, No hubo conjuntos de datos significativos lo suficientemente expansivos como para revelar la estructura de la galaxia a gran escala. Desde su lanzamiento en 2013, el observatorio espacial ha permitido medir las distancias a mil millones de estrellas en la galaxia de la Vía Láctea.

La avalancha de datos de Gaia sirvió como el banco de pruebas perfecto para innovaciones, nuevos métodos estadísticos que revelan la forma de los viveros estelares locales y su conexión con la estructura galáctica de la Vía Láctea. En esta colaboración orientada a la ciencia de datos, el Finkbeiner, Alves, y los grupos de Goodman colaboraron estrechamente. El grupo Finkbeiner desarrolló el marco estadístico necesario para inferir la distribución tridimensional de las nubes de polvo; el grupo Alves contribuyó con una gran experiencia en estrellas, formación de estrellas, y Gaia; y el grupo Goodman desarrolló las visualizaciones en 3D y el marco analítico, llamado "pegamento", que permitió ver la Radcliffe Wave, explorado y descrito cuantitativamente.