El XMM-Newton de la ESA ha descubierto que el gas que acecha dentro del halo de la Vía Láctea alcanza temperaturas mucho más altas de lo que se pensaba anteriormente y tiene una composición química diferente a la predicha. desafiando nuestra comprensión de nuestro hogar galáctico.

Un halo es una vasta región de gas, estrellas y materia oscura invisible que rodea una galaxia. Es un componente clave de una galaxia, conectándolo a un espacio intergaláctico más amplio, y por lo tanto se cree que juega un papel importante en la evolución galáctica.

Hasta ahora, Se pensaba que el halo de una galaxia contenía gas caliente a una sola temperatura, con la temperatura exacta de este gas dependiente de la masa de la galaxia.

Sin embargo, un nuevo estudio que utiliza el observatorio espacial de rayos X XMM-Newton de la ESA ahora muestra que el halo de la Vía Láctea contiene no uno, sino tres componentes diferentes de gas caliente, siendo el más caliente un factor diez más caliente de lo que se pensaba anteriormente. Esta es la primera vez que se descubren múltiples componentes de gas estructurados de esta manera no solo en la Vía Láctea, pero en cualquier galaxia.

"Pensamos que las temperaturas del gas en los halos galácticos oscilaban entre 10 000 y un millón de grados, pero resulta que parte del gas en el halo de la Vía Láctea puede alcanzar unos abrasadores 10 millones de grados". "dijo Sanskriti Das, estudiante de posgrado en la Universidad Estatal de Ohio, NOSOTROS., y autor principal del nuevo estudio.

"Si bien creemos que el gas se calienta a alrededor de un millón de grados a medida que se forma una galaxia, no estamos seguros de cómo se calentó tanto este componente. Puede deberse a los vientos que emanan del disco de estrellas dentro de la Vía Láctea ".

El estudio utilizó una combinación de dos instrumentos a bordo del XMM-Newton:el espectrómetro de rejilla de reflexión (RGS) y la cámara europea de imágenes de fotones (EPIC). Se utilizó EPIC para estudiar la luz emitida por el halo, y RGS para estudiar cómo el halo afecta y absorbe la luz que lo atraviesa.

Para sondear el halo de absorción de la Vía Láctea, Sanskriti y sus colegas observaron un objeto conocido como blazar:el muy activo, núcleo energético de una galaxia distante que emite intensos rayos de luz.

Habiendo viajado casi cinco mil millones de años luz a través del cosmos, la luz de rayos X de este blazar también pasó a través del halo de nuestra galaxia antes de llegar a los detectores de XMM-Newton, y por lo tanto contiene pistas sobre las propiedades de esta región gaseosa.

A diferencia de los estudios de rayos X anteriores del halo de la Vía Láctea, que normalmente duran uno o dos días, el equipo realizó observaciones durante un período de tres semanas, permitiéndoles detectar señales que normalmente son demasiado débiles para verlas.

"Analizamos la luz del blazar y nos centramos en sus firmas espectrales individuales:las características de la luz que pueden decirnos sobre el material por el que ha pasado en su camino hacia nosotros, "dijo la coautora Smita Mathur, también de la Universidad Estatal de Ohio, y consejero de Sanskriti.

"Hay firmas específicas que solo existen a temperaturas específicas, así que pudimos determinar qué tan caliente debe haber estado el gas halo para afectar la luz del blazar como lo hizo ".

El halo caliente de la Vía Láctea también se mejora significativamente con elementos más pesados ​​que el helio, que generalmente se producen en las últimas etapas de la vida de una estrella. Esto indica que el halo ha recibido material creado por ciertas estrellas durante su vida y etapas finales. y arrojados al espacio mientras mueren.

"Hasta ahora, los científicos han buscado principalmente oxígeno, ya que es abundante y, por lo tanto, más fácil de encontrar que otros elementos, ", agregó Sanskriti." Nuestro estudio fue más detallado:no solo analizamos el oxígeno sino también el nitrógeno, neón y hierro, y encontré algunos resultados tremendamente interesantes ".

Los científicos esperan que el halo contenga elementos en proporciones similares a las que se ven en el Sol. Sin embargo, Sanskriti y sus colegas notaron menos hierro en el halo de lo esperado, lo que indica que el halo se ha enriquecido con estrellas moribundas masivas, y también menos oxígeno, probablemente debido a que este elemento está siendo absorbido por partículas de polvo en el halo. "Esto es realmente emocionante, fue completamente inesperado, y nos dice que tenemos mucho que aprender sobre cómo la Vía Láctea se ha convertido en la galaxia que es hoy, "añadió Sanskriti.

El componente de gas caliente recién descubierto también tiene implicaciones más amplias que afectan nuestra comprensión general del cosmos. Nuestra galaxia contiene mucha menos masa de la que esperamos:esto se conoce como el "problema de la materia faltante, "en el sentido de que lo que observamos no coincide con las predicciones teóricas.

De su mapeo a largo plazo del cosmos, La nave espacial Planck de la ESA predijo que poco menos del 5% de la masa del Universo debería existir en forma de materia "normal", del tipo que forma las estrellas, galaxias, planetas etcétera.

"Sin embargo, cuando sumamos todo lo que vemos, nuestra figura no se acerca a esta predicción, "añadió el coautor Fabrizio Nicastro del Osservatorio Astronomico di Roma – INAF, Italia, y el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, EE.UU. "Entonces, ¿dónde está el resto? Algunos sugieren que puede estar escondido en los halos extensos y masivos que rodean las galaxias, haciendo que nuestro hallazgo sea realmente emocionante ".

Como nunca antes se había visto este componente caliente del halo de la Vía Láctea, es posible que se haya pasado por alto en análisis anteriores y, por lo tanto, puede contener una gran cantidad de esta materia "perdida".

"Estas observaciones proporcionan nuevos conocimientos sobre la historia térmica y química de la Vía Láctea y su halo, y desafiar nuestro conocimiento de cómo se forman y evolucionan las galaxias, ", dijo Norbert Schartel, científico del proyecto ESA XMM.

"El estudio analizó el halo a lo largo de una línea de visión, hacia el blazar, por lo que será muy emocionante ver que la investigación futura se expanda sobre esto".