Descubrimiento IMP de Astrofísica

Astrónomos del IMP de Astrofísica descubren una enorme cavidad en el espacio mientras mapean el polvo interestelar. El fenómeno en forma de esfera puede ayudar a explicar cómo las supernovas conducen a la formación de estrellas

28 de septiembre de 2021

El vacío en forma de esfera abarca unos 150 parsecs, casi 500 años luz, y se encuentra en el cielo entre las constelaciones de Perseo y Tauro. El equipo de investigación, que tiene su sede en el Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian,cree que la cavidad fue formada por antiguas supernovas que se apagaron hace unos 10 millones de años.

Vista de la Vía Láctea y las galaxias vecinas, basada en la observación de casi 1.700 millones de estrellas por el satélite Gaia.  Aumentar imagen
Vista de la Vía Láctea y las galaxias vecinas, basada en la observación de casi 1.700 millones de estrellas por el satélite Gaia.  [menos]

La misteriosa cavidad está rodeada por las nubes moleculares de Perseo y Tauro, regiones en el espacio donde se forman las estrellas. "Cientos de estrellas se están formando o ya existen en la superficie de esta burbuja gigante", dijo Shmuel Bialy, investigador postdoctoral en el Instituto de Teoría y Computación (ITC) del Centro de Astrofísica (CfA) que dirigió el estudio. "Tenemos dos teorías: o una supernova espetó en el núcleo de esta burbuja y empujó el gas hacia afuera formando lo que ahora llamamos la 'Supercapa Perseo-Tauro', o una serie de supernovas que ocurren durante millones de años lo crearon con el tiempo".

El hallazgo sugiere que las nubes moleculares de Perseo y Tauro no son estructuras independientes en el espacio; más bien, se formaron juntos a partir de la misma onda de choque de supernova.

"Esto demuestra que cuando una estrella muere, su supernova genera una cadena de eventos que en última instancia pueden conducir al nacimiento de nuevas estrellas", dijo Bialy.

Mapeo de viveros estelares

El mapa 3D de la burbuja y las nubes circundantes se creó utilizando nuevos datos de Gaia, un observatorio espacial lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA).

Las descripciones de exactamente cómo se analizaron los mapas 3D de las nubes moleculares de Perseo y Tauro y otras nubes cercanas aparecen en un estudio separado. Ambos estudios hacen uso de una reconstrucción de polvo creada por investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.Los mapas representan la primera vez que las nubes moleculares han sido trazadas en 3D. Las imágenes anteriores de las nubes estaban limitadas a dos dimensiones.

Los astrónomos han descubierto una cavidad esférica gigante dentro de la galaxia de la Vía Láctea; su ubicación se representa a la derecha. Una vista ampliada de la cavidad (izquierda) muestra las nubes moleculares de Perseo y Tauro en rojo y azul, respectivamente. Aunque las nubes parecen tocarse en esta vista 2D, las nuevas imágenes 3D de las nubes muestran que se encuentran a distancias muy diferentes en la superficie de la cavidad que se muestra en verde. Esta imagen fue producida en pegamento utilizando la caricatura basada en datos de la Vía Láctea del WorldWide Telescope (producida por Robert Hurt).  Aumentar imagen
Los astrónomos han descubierto una cavidad esférica gigante dentro de la galaxia de la Vía Láctea; su ubicación se representa a la derecha. Una vista ampliada de la cavidad (izquierda) muestra las nubes moleculares de Perseo y Tauro en rojo y azul, respectivamente. Aunque las nubes parecen tocarse en esta vista 2D, las nuevas imágenes 3D de las nubes muestran que se encuentran a distancias muy diferentes en la superficie de la cavidad que se muestra en verde. Esta imagen fue producida en pegamento utilizando la caricatura basada en datos de la Vía Láctea del WorldWide Telescope (producida por Robert Hurt).  [menos]

"Hemos podido ver estas nubes durante décadas, pero nunca supimos su verdadera forma, profundidad o grosor", dijo Catherine Zucker, investigadora postdoctoral en el CfA que dirigió el estudio.  "Tampoco estábamos seguros de qué tan lejos estaban las nubes. Ahora sabemos dónde se encuentran con solo un 1% de incertidumbre, lo que nos permite discernir este vacío entre ellos".

Pero, ¿por qué mapear nubes en primer lugar?

"Hay muchas teorías diferentes sobre cómo el gas se reorganiza para formar estrellas", dijo Zucker. "Los astrónomos han probado estas ideas teóricas utilizando simulaciones en el pasado, pero esta es la primera vez que podemos usar vistas 3D reales, no simuladas, para comparar la teoría con la observación y evaluar qué teorías funcionan mejor".

La nueva investigación marca la primera vez que las revistas de la Sociedad Astronómica Americana (AAS) publican visualizaciones astronómicas en realidad aumentada. Los científicos y el público pueden interactuar con la visualización de la cavidad y sus nubes moleculares circundantes simplemente escaneando un código QR en el papel con su teléfono inteligente.

"Literalmente puedes hacer que el universo flote sobre la mesa de tu cocina", dijo Alyssa Goodman, profesora de Harvard y astrónoma de CfA, coautora de ambos estudios y fundadora de glue,el software de visualización de datos que se utilizó para crear los mapas de nubes moleculares.

Goodman llama a las nuevas publicaciones ejemplos del "documento del futuro" y las considera pasos importantes hacia la interactividad y reproducibilidad de la ciencia, a las que AAS se comprometió en 2015 como parte de su esfuerzo por modernizar las publicaciones.

"Necesitamos registros más ricos de descubrimientos científicos", dijo Goodman. "Y los artículos académicos actuales podrían estar funcionando mucho mejor. Todos los datos de estos documentos están disponibles en línea, en dataversede Harvard, para que cualquiera pueda aprovechar nuestros resultados".

Goodman prevé futuros artículos científicos donde el audio, el video y las imágenes mejoradas se incluyan regularmente, lo que permitirá a todos los lectores comprender más fácilmente la investigación presentada.

"Son las visualizaciones en 3D como estas las que pueden ayudar tanto a los científicos como al público a comprender lo que está sucediendo en el espacio y los poderosos efectos de las supernovas", dijo Goodman.

Los coautores adicionales de la Carta ApJ son Catherine Zucker, Michael Foley y Vadim Semenov del Centro de Astrofísica; João Alves, de la Universidad de Viena; Robert Benjamin de la Universidad de Wisconsin-Whitewater; y Reimar Leike y Torsten Ensslin del Instituto Max Planck de Astrofísica.

Los coautores del estudio apJ son: Alyssa Goodman, Shmuel Bialy, Eric Koch, Joshua Speagle, Michael Foley y Douglas Finkbeiner del CfA; Joao Alves, de la Universidad de Viena; Reimar Leike, Torsten Ensslin y Gordian Edenhofer del Instituto Max Planck de Astrofísica; y Joshua Peek del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial.

La figura de realidad aumentada fue posible gracias a una colaboración entre el equipo de pegamento, la Sociedad Astronómica Americana y Delightex, una compañía de software comercial. Glue está financiado por la National Science Foundation, la NASA y la Gordon and Betty Moore Foundation.

 
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