La reflexión de los astrofísicos es clara: «El descubrimiento del mapa del borde de la Vía Láctea cambia nuestra posición en el universo»

Determinar hasta dónde se extiende la Vía Láctea siempre ha sido complicado, ya que su disco no termina abruptamente, sino que se desvanece gradualmente en el espacio. Ahora, los investigadores han identificado un límite claro para la formación de nuevas estrellas. Mediante el estudio de las edades estelares, un equipo internacional ha demostrado que la mayor parte de la formación estelar en nuestra galaxia tiene lugar a unos 40.000 años luz del centro galáctico.

Para llevar a cabo el estudio, el equipo realizó observaciones de estrellas gigantes brillantes y llevó a cabo simulaciones avanzadas de la evolución de las galaxias. Este enfoque reveló un patrón distintivo en forma de «U» en las edades de las estrellas, que marca el límite exterior de la región de formación estelar de la Vía Láctea. «La extensión del disco de formación estelar de la Vía Láctea ha sido durante mucho tiempo una cuestión  abierta en la arqueología galáctica; al mapear cómo cambian las edades estelares a lo largo del disco, ahora tenemos una respuesta clara y cuantitativa», comentó el autor principal del artículo, el Dr. Karl Fiteni, de la Universidad de Insubria.

¿Dónde está el límite de la Vía Láctea?

Las galaxias no generan estrellas de manera uniforme en sus discos, sino que crecen hacia afuera con el tiempo. La formación estelar comienza en las regiones centrales  y se extiende gradualmente hacia el disco exterior a lo largo de miles de millones de años. Por ello, las estrellas tienden a ser más jóvenes a mayor distancia del centro. La Vía Láctea sigue este patrón, pero sólo hasta cierto punto. El estudio reveló que la edad estelar disminuye con la distancia al centro hasta aproximadamente 35 000 a 40 000 años luz. A partir de ahí, la tendencia se invierte y las estrellas vuelven a envejecer a medida que aumenta la distancia. Esto crea el característico patrón de edad en forma de «U».

Al comparar este patrón con simulaciones detalladas de galaxias, los investigadores confirmaron que la región más joven corresponde a una caída drástica en la eficiencia de la formación estelar. Esto marca el límite real del disco de formación estelar de la Vía Láctea. «Los datos disponibles ahora permiten que las edades estelares, cada vez más precisas, sirvan como herramientas para descifrar la historia de la Vía Láctea», comentó el profesor Joseph Caruana, coautor y supervisor del proyecto, con sede en la Universidad de Malta.

Pero, si la formación estelar disminuye tan drásticamente en este límite, ¿por qué todavía hay estrellas más lejos? La respuesta se encuentra en un proceso llamado «migración radial»: las estrellas se alejan lentamente de sus lugares de origen al interactuar con ondas espirales que viajan por la galaxia. De forma similar a como los surfistas cabalgan las olas del océano, las estrellas pueden obtener energía de los brazos espirales y desplazarse hacia afuera con el tiempo.

La mayoría de las estrellas encontradas más allá del límite no nacieron allí. En cambio, migraron gradualmente hacia el exterior. Debido a que este proceso es lento y ocurre aleatoriamente a lo largo del tiempo, las estrellas que han recorrido mayores distancias tienden a ser las más antiguas. El profesor Victor P. Debattista, coautor y codirector del estudio en la Universidad de Lancashire, explicó: «un punto clave sobre las estrellas del disco exterior es que tienen órbitas casi circulares, lo que significa que debieron haberse formado en el disco. No se trata de estrellas que hayan sido dispersadas a grandes radios por una galaxia satélite en caída».

Cartografía

Para identificar este límite, los investigadores analizaron más de 100.000 estrellas gigantes. Utilizaron datos espectroscópicos de los sondeos LAMOST y APOGEE, combinados con mediciones de alta precisión del satélite Gaia, que está cartografiando las estrellas de la Vía Láctea. Al centrarse en las estrellas del disco principal de la galaxia, el equipo logró aislar la huella del crecimiento de adentro hacia afuera y separarla de otros procesos que influyen en el movimiento estelar.

El profesor Laurent Eyer, coautor del estudio y miembro de la Universidad de Ginebra, comentó: «Gaia está cumpliendo su promesa: al combinar sus datos con espectroscopia terrestre y simulaciones de galaxias, nos permite descifrar la historia de la formación de nuestra galaxia». Para validar sus hallazgos, los investigadores recurrieron a simulaciones avanzadas. Estos modelos demostraron que el patrón de edad en forma de «U» aparece de forma natural cuando la formación estelar disminuye drásticamente y las estrellas más antiguas migran hacia el exterior.

«En astrofísica, utilizamos simulaciones ejecutadas en supercomputadoras para identificar los mecanismos físicos responsables de las características que observamos en las galaxias. En este estudio, nos permitieron demostrar cómo la migración estelar moldea el perfil de edad del disco e identificar dónde termina la región de formación estelar», explicó el Dr. João AS Amarante, coautor del estudio y perteneciente a la Universidad Jiao Tong de Shanghái.