Representación en falso color de la emisión de radio en la Vía Láctea del sondeo THOR a una longitud de onda de unos 21 cm. La banda superior (continuo de 1,4 GHz) muestra la emisión de diferentes fuentes, mientras que las bandas inferiores muestran la distribución del hidrógeno atómico. Crédito:Y. Wang / MPIA
Un equipo de investigación internacional, con una importante participación de astrónomos del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), ha obtenido importantes conocimientos sobre el origen del material en los brazos espirales de la Vía Láctea, a partir del cual se forman finalmente nuevas estrellas. Al analizar las propiedades del campo magnético galáctico, pudieron demostrar que el llamado medio ionizado caliente diluido (WIM), en el que está incrustada la Vía Láctea, se condensa cerca de un brazo en espiral. Mientras se enfría gradualmente, sirve como suministro del material más frío de gas y polvo que alimenta la formación de estrellas.
La Vía Láctea es una galaxia espiral, una isla de estrellas en forma de disco en el cosmos, en el que las estrellas más brillantes y jóvenes se agrupan en brazos espirales. Allí se forman a partir del medio interestelar denso (ISM), que consiste en gas (especialmente hidrógeno) y polvo (granos microscópicos con alta abundancia de carbono y silicio). Para que se formen nuevas estrellas continuamente, el material debe enjuagarse constantemente en los brazos espirales para reponer el suministro de gas y polvo.
Un grupo de astrónomos de la Universidad de Calgary en Canadá, el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg y otras instituciones de investigación ahora han podido demostrar que el suministro proviene de un componente mucho más caliente del ISM, que suele envolver toda la Vía Láctea. El WIM tiene una temperatura media de 10, 000 grados. La radiación de alta energía de las estrellas calientes hace que el gas hidrógeno del WIM se ionice en gran medida. Los resultados sugieren que el WIM se condensa en un área estrecha cerca de un brazo en espiral y fluye gradualmente hacia él mientras se enfría.
Segmento de la prospección THOR cerca del brazo de Sagitario de la Vía Láctea. Las cruces indican la posición de las fuentes de emisión de radio polarizada. Sus tamaños corresponden a la magnitud del efecto de rotación de Faraday. Las señales más fuertes se midieron en una franja bastante discreta a la derecha de los objetos brillantes en el medio de la imagen. Las fuertes fuentes de radio indican la posición del brazo en espiral. Crédito:J. Stil / Universidad de Calgary / MPIA
Los científicos descubrieron el WIM denso midiendo la llamada rotación de Faraday, un efecto que lleva el nombre del físico inglés Michael Faraday. Esto implica cambiar la orientación de las emisiones de radio polarizadas linealmente cuando pasan a través de un plasma (gas ionizado) atravesado por un campo magnético. Se habla de radiación polarizada cuando el campo eléctrico oscila en un solo plano. La luz ordinaria no está polarizada. La magnitud del cambio de polarización también depende de la longitud de onda observada.
En el presente estudio, publicado recientemente en Las cartas del diario astrofísico , Los astrónomos pudieron detectar una señal inusualmente fuerte en un área bastante discreta de la Vía Láctea, que se encuentra directamente en el lado del brazo de Sagitario de la Vía Láctea frente al Centro Galáctico. El brazo en espiral se destaca en los datos de imágenes debido a las fuertes emisiones de radio generadas por estrellas calientes incrustadas y remanentes de supernovas. Sin embargo, los astrónomos encontraron el cambio de polarización más fuerte fuera de esta zona prominente. De esto concluyen que el aumento de la rotación de Faraday no se origina dentro de esta parte activa del brazo en espiral. En lugar de, se origina a partir de WIM condensado, cuales, como el campo magnético, pertenece a un componente menos obvio del brazo en espiral.
Ilustración de líneas de visión seleccionadas dentro de la Vía Láctea, que cubre aproximadamente el área bajo investigación. La estrella indica la ubicación de la Tierra. El arco verde indica la presunta ubicación del medio interestelar cálido condensado (WIM). La línea de visión blanca que atraviesa esta área a lo largo de la distancia más larga corresponde a la posición con el efecto más fuerte de la rotación de Faraday. La línea de visión naranja atraviesa el WIM en distancias más cortas y, por lo tanto, observa un efecto más débil. Las contribuciones más pequeñas provienen de las líneas de visión exterior (verde) y dentro del brazo en espiral (amarillo). Crédito:MPIA
El análisis se basa en la encuesta THOR (The HI / OH Recombination Line Survey of the Milky Way), que se ha realizado en MPIA desde hace varios años y en el que se observa una gran área de la Vía Láctea en varias longitudes de onda de radio. Las fuentes de radio polarizadas, como los cuásares distantes o las estrellas de neutrones, sirven como "sondas" para determinar la rotación de Faraday. Esto permite a los astrónomos no solo detectar los campos magnéticos que de otro modo serían difíciles de medir en la Vía Láctea, sino también para estudiar la estructura y propiedades del gas caliente. "Nos sorprendió mucho la fuerte señal en una zona bastante tranquila de la Vía Láctea, "dice Henrik Beuther de MPIA, quien lidera el proyecto THOR. "Estos resultados nos muestran que aún queda mucho por descubrir en el estudio de la estructura y dinámica de la Vía Láctea".
