Como la mayoría de las galaxias espirales, la Vía Láctea tiene una colección de estrellas aproximadamente esférica en su centro llamada protuberancia. Cómo se formó el bulto ha sido un misterio de larga data, y muchos estudios sugieren que se acumuló con el tiempo a través de múltiples estallidos de formación estelar.

Una nueva investigación encuentra que la mayoría de las estrellas en la protuberancia central de nuestra galaxia se formaron en un solo estallido de formación estelar hace más de 10 mil millones de años. Para llegar a esta conclusión, Los astrónomos examinaron millones de estrellas en 200 grados cuadrados de cielo, un área equivalente a 1, 000 lunas llenas. Se espera que la riqueza de datos resultante alimente muchas más investigaciones científicas.

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene la forma de dos huevos fritos pegados uno al lado del otro. Una protuberancia central de estrellas se encuentra en medio de un extenso disco de estrellas. Aunque esta es una característica común entre una miríada de galaxias espirales, Los astrónomos han pasado décadas averiguando cómo y cuándo podría haberse formado el abultamiento central de la Vía Láctea. ¿Fueron las estrellas dentro del bulto nacidas temprano en la historia de nuestra galaxia, ¿Hace 10 a 12 mil millones de años? ¿O el bulto se acumuló con el tiempo a través de múltiples episodios de formación estelar?

Algunos estudios han encontrado evidencia de al menos dos estallidos de formación de estrellas, lo que lleva a poblaciones estelares de hasta 10 mil millones de años o tan jóvenes como de 3 mil millones. Ahora, en cambio, un nuevo estudio completo de millones de estrellas encuentra que la mayoría de las estrellas en el 1 central, 000 años luz del centro de la Vía Láctea se formaron cuando se llenó de gas en caída hace más de 10 mil millones de años. Este proceso podría haber sido provocado por la simple acumulación de material primordial, o algo más dramático como fusionarse con otra joven galaxia.

"Muchas otras galaxias espirales se parecen a la Vía Láctea y tienen protuberancias similares, Entonces, si podemos entender cómo la Vía Láctea formó su protuberancia, entonces tendremos una buena idea de cómo lo hicieron las otras galaxias también. "dijo el co-investigador principal Christian Johnson del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland.

"Esta encuesta nos brinda una visión general del aumento de una manera que muchas encuestas anteriores no han podido hacer, ", agregó la coautora Caty Pilachowski de la Universidad de Indiana en Bloomington, Indiana.

Luciendo más joven que su edad

Para llegar a su conclusión, el equipo estudió las composiciones químicas de las estrellas. Como muchas estrellas de Hollywood las estrellas en el bulbo galáctico parecen haberse sometido a un tratamiento cósmico de Botox; parecen más jóvenes de lo que son. Esto se debe a que contienen aproximadamente la misma cantidad de elementos pesados ​​(más pesados ​​que el hidrógeno y el helio) que el Sol, lo que los astrónomos llaman metales. Eso es sorprendente porque los metales tardan en acumularse. Deben ser creados por generaciones anteriores de estrellas, Expulsado a través de vientos estelares o supernovas, y luego incorporado a generaciones posteriores.

Nuestro Sol, a los 4.500 millones de años, es relativamente nuevo, por lo que tiene sentido que esté repleto de metales. A diferencia de, la mayoría de las estrellas viejas de nuestra galaxia carecen de elementos pesados. Y, sin embargo, las estrellas abultadas están enriquecidas con metales a pesar de su avanzada edad.

"Algo diferente sucedió en el bulto. Los metales allí se acumularon mucho, muy rápidamente, posiblemente en los primeros 500 millones de años de su existencia, "dijo el co-investigador principal Michael Rich de la Universidad de California, Los Angeles.

El equipo utilizó el brillo medido de estrellas en diferentes longitudes de onda de luz, particularmente en el ultravioleta, para determinar su contenido de metales. Se esperaría que las estrellas que se forman en diferentes momentos tengan diferentes metalicidades en promedio. En lugar de, encontraron que las estrellas dentro de 1, 000 años luz del centro galáctico mostraron una distribución de metales agrupados alrededor de un solo promedio. Si las estrellas fueran estudiantes y las metalicidades fueran grados de EE. UU., las estrellas abultadas tendrían un promedio sólido de 'C', en lugar de un grupo de estudiantes 'A' y un grupo de estudiantes 'D'. Esto sugiere que esas estrellas se formaron en una breve tormenta de fuego de nacimiento de estrellas.

Grandes imágenes, big data

El equipo examinó una parte del cielo que cubre más de 200 grados cuadrados, un área aproximadamente equivalente a 1, 000 lunas llenas. Utilizaron la Cámara de Energía Oscura (DECam) en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile, un programa de NOIRLab de NSF. Esta cámara de campo amplio es capaz de capturar 3 grados cuadrados de cielo en una sola exposición.

El equipo recolectó más de 450, 000 fotografías individuales que les permitieron determinar con precisión la composición química de millones de estrellas. Una submuestra de 70, Se analizaron 000 estrellas para este estudio.

"Nuestro estudio es único porque pudimos escanear una sección continua de la protuberancia en longitudes de onda de luz desde el ultravioleta a la visible y al infrarrojo cercano. Eso nos permite tener una comprensión clara de cuáles son los diversos componentes de la protuberancia y cómo se conjugarse, "dijo Johnson.

La gran cantidad de datos recopilados por esta encuesta impulsará investigaciones científicas adicionales. Por ejemplo, los investigadores están estudiando la posibilidad de medir distancias estelares para hacer un mapa tridimensional más preciso del bulto. También planean buscar correlaciones entre sus medidas de metalicidad y órbitas estelares. Esa investigación podría localizar "bandadas" de estrellas con órbitas similares, que podrían ser los restos de galaxias enanas interrumpidas, o identificar signos de acreción como estrellas que orbitan en dirección opuesta a la rotación de la galaxia.

¿Es la historia de formación de protuberancias de la Vía Láctea única o común en la evolución de las galaxias? Para responder a esa pregunta, Los astrónomos tendrán que observar el ensamblaje de galaxias en la distancia, Universo joven, una tarea para la que se diseñó específicamente el telescopio espacial James Webb de la NASA. "Con Webb, tendremos un asiento en primera fila para ver galaxias como la formación de nuestra Vía Láctea, "dijo Rich.

La Encuesta de Bulge Blanco DECam recibe su nombre en honor a Víctor y Betty Blanco. Víctor Blanco fue el primer Director del Observatorio Interamericano Cerro-Tololo; él y Betty Blanco también fueron pioneros en el estudio del bulbo galáctico y las Nubes de Magallanes utilizando el telescopio de 4 metros del observatorio.

Estos resultados se informan en dos artículos complementarios aceptados para su publicación en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .