A veces se necesitan muchos árboles para ver el bosque. En el caso del último descubrimiento realizado por astrónomos de la Universidad de Arizona, exactamente 732, 225. Excepto que en este caso, el "bosque" es un velo de gas hidrógeno difuso que envuelve la Vía Láctea, y cada "árbol" es otra galaxia observada con el telescopio de 2,5 metros del Sloan Digital Sky Survey.

Después de combinar este asombroso número de espectros, patrones registrados de longitudes de onda que revelan pistas sobre la naturaleza de un objetivo cósmico, los astrónomos de la UA Huanian Zhang y Dennis Zaritsky informan las primeras detecciones de hidrógeno difuso flotando en un vasto halo que rodea la Vía Láctea. Tal halo se había postulado basándose en lo que los astrónomos sabían sobre otras galaxias, pero nunca observado directamente.

Los astrónomos saben desde hace mucho tiempo que las características más destacadas de una galaxia espiral típica, como nuestra Vía Láctea, una protuberancia central rodeada por un disco y brazos espirales, representan solo la parte menor de su masa. Se sospecha que la mayor parte de la masa faltante se encuentra en la llamada materia oscura, una forma de materia postulada, pero aún no observada directamente, que se cree que explica la mayor parte de la materia en el universo. La materia oscura no emite radiación electromagnética de ningún tipo, ni interactúa con la materia "normal" (que los astrónomos llaman materia bariónica), y por lo tanto es invisible e indetectable a través de imágenes directas.

Se cree que la materia oscura de una galaxia típica reside en un halo más o menos esférico que se extiende de 10 a 30 veces más lejos que la distancia entre el centro de nuestra galaxia y el sol. según Zaritsky, profesor del Departamento de Astronomía de la UA y subdirector del Observatorio Steward de la UA.

"Inferimos su existencia a través de simulaciones dinámicas de galaxias, "Zaritsky explica." Y debido a que la proporción de materia normal a materia oscura ahora es muy conocida, por ejemplo, midiendo el fondo cósmico de microondas, tenemos una idea bastante clara de cuánta materia bariónica debería haber en el halo. Pero cuando agregamos todas las cosas que podemos ver con nuestros instrumentos, obtenemos solo la mitad de lo que esperamos, así que tiene que haber mucha materia bariónica esperando ser detectada ".

Al combinar una cantidad tan grande de espectros, Zaritsky y Zhang, becario postdoctoral en el Departamento de Astronomía / Observatorio Steward, cubrió una gran parte del espacio que rodea la Vía Láctea y descubrió que el gas hidrógeno difuso envuelve toda la galaxia, lo que explicaría una gran parte de la masa bariónica de la galaxia.

"Es como mirar a través de un velo, ", Dijo Zaritsky." Vemos hidrógeno difuso en todas las direcciones que miramos ".

Señaló que esta no es la primera vez que se detecta gas en los halos alrededor de las galaxias. pero en esos casos, el hidrógeno se encuentra en un estado físico diferente.

"Hay nubes de hidrógeno en el halo de la galaxia, que conocemos desde hace mucho tiempo, llamadas nubes de alta velocidad, ", Dijo Zaritsky." Esos han sido detectados a través de observaciones de radio, y son realmente nubes:ves un borde, y se están moviendo. Pero la masa total de esos es pequeña, por lo que no podrían ser la forma dominante de hidrógeno en el halo ".

Dado que observar nuestra propia galaxia es un poco como tratar de ver cómo se ve una casa desconocida mientras está confinado en una habitación en el interior, Los astrónomos se basan en simulaciones por computadora y observaciones de otras galaxias para tener una idea de cómo sería la Vía Láctea para un observador extraterrestre a millones de años luz de distancia.

Para su estudio, programada para publicación avanzada en línea en Astronomía de la naturaleza sitio web el 18 de abril de los investigadores examinaron las bases de datos públicas del Sloan Digital Sky Survey y buscaron espectros tomados por otros científicos de galaxias fuera de nuestra Vía Láctea en una estrecha línea espectral llamada hidrógeno alfa. Ver esta línea en un espectro indica la presencia de un estado particular de hidrógeno que es diferente de la gran mayoría de hidrógeno que se encuentra en el universo.

A diferencia de la Tierra, donde el hidrógeno se presenta como un gas que consta de moléculas de dos átomos de hidrógeno unidos entre sí, el hidrógeno existe como átomos individuales en el espacio exterior, y esos pueden tener carga positiva o negativa, o neutral. El hidrógeno neutro constituye una pequeña minoría en comparación con su forma ionizada (positiva), que constituye más del 99,99 por ciento del gas que atraviesa los golfos intergalácticos del universo.

A menos que los átomos de hidrógeno neutros estén siendo energizados por algo, Son extremadamente difíciles de detectar y, por lo tanto, permanecen invisibles para la mayoría de los enfoques observacionales. razón por la cual su presencia en el halo de la Vía Láctea había eludido a los astrónomos hasta ahora. Incluso en otras galaxias los halos son difíciles de precisar.

"No solo ves una bonita imagen de un halo alrededor de una galaxia, ", Dijo Zaritsky." Inferimos la presencia de halos galácticos a partir de simulaciones numéricas de galaxias y de lo que sabemos sobre cómo se forman e interactúan ".

Zaritsky explicó que, basándose en esas simulaciones, los científicos habrían predicho la presencia de grandes cantidades de gas hidrógeno que se extienden lejos del centro de la Vía Láctea, pero permaneciendo asociado con la galaxia, y los datos recopilados en este estudio confirman la presencia de eso.

"El gas que detectamos no está haciendo nada muy notable, ", dijo." No gira tan rápido como para indicar que está en proceso de ser arrojado fuera de la galaxia, y no parece estar cayendo hacia adentro hacia el centro galáctico, cualquiera."

Uno de los desafíos en este estudio fue saber si el hidrógeno observado estaba realmente en un halo fuera de la Vía Láctea, y no solo parte del propio disco galáctico, Dijo Zaritsky.

"Cuando ves cosas en todas partes, podrían estar muy cerca de nosotros, o pueden estar muy lejos, ", dijo." No lo sabes ".

La respuesta a esta pregunta, también, estaba en los "árboles, "los más de 700, 000 análisis espectrales esparcidos por la galaxia. Si el gas hidrógeno estuviera confinado al disco de la galaxia, se esperaría que nuestro sistema solar "flotara" dentro de él como un barco en una vorágine que se agita lentamente, orbitando el centro galáctico. Y al igual que el barco a la deriva con la corriente, Se esperaría muy poco movimiento relativo entre nuestro sistema solar y el océano de hidrógeno. Si, por otra parte, Rodeaba la galaxia giratoria en un halo más o menos estacionario, los investigadores esperaban que dondequiera que miraran, deberían encontrar un patrón predecible de movimiento relativo con respecto a nuestro sistema solar.

"En efecto, en una dirección, vemos el gas viniendo hacia nosotros, y la dirección opuesta, lo vemos alejarse de nosotros, ", Dijo Zaritsky." Esto nos dice que el gas no está en el disco de nuestra galaxia, pero tiene que estar en el halo ".

Próximo, los investigadores quieren observar aún más espectros para restringir mejor la distribución alrededor del cielo y los movimientos del gas en el halo. También planean buscar otras líneas espectrales, lo que puede ayudar a comprender mejor el estado físico, como la temperatura y la densidad del gas.