Spitzer detecta el ‘latido’ de formación estelar en la Vía Láctea

Adam Hadhazy
Spitzer
Traducido por Kanijo para Ciencia Kanija
12/03/10

Los astrónomos han usado el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA como el estetoscopio de un doctor para escuchar el “latido” de formación estelar de nuestra galaxia, un hallazgo que ayudará a trazar la “vida” de la Vía Láctea y otras galaxias.



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Una señal de vida clave en los humanos es nuestro ritmo cardiaco, o el número de latidos del corazón en un tiempo dado. Las galaxias también tienen un tipo de latido, que es su ritmo de formación de nuevas estrellas. Este ritmo indica un nivel de actividad galáctico y da pistas sobre su “tiempo de vida”, o cuánto puede mantenerse el cuerpo celeste creando nuevas estrellas y planetas antes de envejecer y calmarse.

Ahora, los astrónomos han sentido el pulso de formación estelar en la Vía Láctea más directamente que nunca antes, usando observaciones de Spitzer para contar las estrellas bebé en nuestra galaxia. Esta información se introdujo entonces en una simulación por ordenador sobre la formación estelar galáctica, una novedosa técnica que reveló que nuestra galaxia hogar late con un ritmo de creación de aproximadamente una estrella como el Sol cada año.

“Medir el ritmo de formación estelar dentro de la Vía Láctea con este métido es importante no sólo para comprender nuestra galaxia, sino que también tiene implicaciones para medir los índices de formación estelar de todas las galaxias”, dice Thomas Robitaille del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica y autor principal de un nuevo estudio que describe los resultados.

Anteriores medidas han sugerido un ritmo de formación estelar en la Vía Láctea ligeramente más alto – hasta cinco veces la masa del Sol anualmente – pero dependían de métodos indirectos. Una técnica requería medir las ondas de radio que manaban de las nubes de gas de hidrógeno energetizadas por las estrellas más grandes, brillantes y calientes. Los científicos han hecho estimaciones de cuántas estrellas menores y más comunes como el Sol se forman por cada uno de estos raros aunque fácilmente detectables gigantes. Tal extrapolación, no obstante, es algo imprecisa.

Debido a que no podemos ver estrellas individuales y objetos estelares jóvenes (YSOs) en galaxias lejanas, y por tanto tenemos que medir indirectamente su pulso, es importante calcular estos otros métodos con precisión. De acuerdo con la nueva técnica de recuento de YSO, que se afinará en el futuro, ayudará a calibrar la forma de medir los índices de formación estelar en otras galaxias.

Formación y recuento de estrellas

Las estrellas se forman a partir del colapso gravitatorio del gas que está disperso por el espacio. Cuando las estrellas en ciernes giran y sus núcleos se calientan, los restos de materia giran a su alrededor en un polvoriento disco que puede agruparse en ciertas zonas para formar planetas. Estos YSOs, aunque extremadamente débiles en la luz visible, brillan con fuerza en la luz infrarroja que observa Spitzer.

Para tomar el pulso de formación estelar de la Vía Láctea, Robitaille contó primero miles de estos YSOs observados por el Conjunto de Cámaras Infrarrojas de Spitzer para un estudio llamado Extraordinario Estudio del Plano Medio Infrarrojo del Legado Galáctico (GLIMPSE). Este estudio observó una porción del cielo de aproximadamente dos grados de altura y 130 grados de longitud, lo bastante grande para tener el tamaño de 330 veces la Luna llena. Otros estudios infrarrojos habían captado previamente luz difusa de decenas de miles de estrellas, pero GLIMPSE vio 100 millones de estrellas claramente, y hasta 20 000 YSOs.

“Estamos viendo la formación estelar por toda la galaxia por primera vez”, dice la coautora del artículo Barbara Whitney, Científico Investigador Senior en el Instituto de Ciencia Espacial en Boulder, Colorado.

Whitney y Robitaille diseñaron un modelo por ordenador realista del nacimiento estelar galáctico global. Ajustando el índice de formación estelar del modelo para que se correspondiera con el número de YSOs que vio Spitzer, el dúo de investigación llegó a una medida directa, para el índice de formación estelar anual, de dos tercios a una vez y media la masa del Sol.

Un latido de edad media

Este ritmo actual de formación estelar puede parecer bajo cuando consideramos que la galaxia contiene 100 000 millones de estrellas. Para formar todas las estrellas que vemos ahora, el índice debió ser mucho mayor en el pasado, según concuerdan los investigadores, y que la presente cifra es razonable para una galaxia madura como la Vía Láctea. Conforme se ha calmado nuestra galaxia a lo largo de sus 11 000 millones de años de historia, el ritmo de formación estelar se ha hecho más tranquilo, a un ritmo de edad mediana.

La galaxia se ha establecido casi en equilibrio en la generación de estrellas a partir del gas que expulsan las estrellas viejas de vuelta al entorno cósmico. De esta forma cíclica, dice Whitney, los índices de formación estelar son como “el latido de una galaxia”: si una galaxia está creando estrellas muy rápidamente, puede agotar la cantidad de gas disponible, deteniendo el génesis de nuevas estrellas – no muy distinto de alguien que se toma un respiro después del ejercicio y aumenta su ritmo cardiaco. De forma similar, las galaxias con índices de formación estelar bajos pueden reducir su actividad de producción estelar respecto a sus eones más jóvenes.

Los nuevos resultados de Spitzer se publicaron en el ejemplar del 10 de febrero de 2010 de la revista The Astrophysical Journal Letters. Las observaciones como parte de GLIMPSE se realizaron antes de que Spitzer comenzara su misión “cálida” en mayo de 2009 al agotar su refrigerante líquido.