El 'cementerio galáctico' de la Vía Láctea se extiende tres veces la altura de la propia galaxia, mientras que un tercio de las estrellas de neutrones y los agujeros negros han sido arrojados fuera de la galaxia.  (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech))
El ‘cementerio galáctico’ de la Vía Láctea se extiende tres veces la altura de la propia galaxia, mientras que un tercio de las estrellas de neutrones y los agujeros negros han sido arrojados fuera de la galaxia. (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech))

Todo lo que existe en Universotodo lo que observamos de cerca o de lejos a millones de Años luzEstá hecho del mismo material. Y como en otros galaxias, nuestro, la vía Láctea, es un enorme cementerio de estrellas que al quemarse no desaparezcan por completo.

Esta semana, científicos de la universidad de sydneyy, en Australia, publicó el primer mapa del ‘inframundo galáctico’, un vasto cementerio de estrellas quemadas que se extiende tres veces la altura de la Vía Láctea. Los expertos explican que estrellas masivas en la Vía Láctea que murieron hace miles de millones de años se convirtieron en supernovas y transformado en dos tipos de objetos.

Con sus capas exteriores destruidas por la fuerza de la explosión, los núcleos que quedaron entraron en el más allá como estrellas de neutrones extremadamente compactas o colapsaron sobre sí mismos para formar agujeros negros. Lo que queda de estas antiguas estrellas es conocido por los científicos como el “inframundo galáctico” que ha mantenido la mayoría de sus secretos enterrados en la oscuridad hasta ahora.

El disco de la Vía Láctea se ve sobre el Telescopio de la Universidad de Varsovia en el Observatorio Las Campanas en Chile en una recreación artística (Jan Skowron/Universidad de Varsovia vía REUTERS)
El disco de la Vía Láctea se ve sobre el Telescopio de la Universidad de Varsovia en el Observatorio Las Campanas en Chile en una recreación artística (Jan Skowron/Universidad de Varsovia vía REUTERS)

Después de rebobinar virtualmente el tiempo para ver cómo y cuándo nacieron, vivieron y murieron estas primeras estrellas, los investigadores finalmente crearon este increíble mapa. analizar observaciones de estrellas muertas dispersas en la galaxia, como estrellas de neutrones y agujeros negros, y averiguar cuándo nacieron y cómo evolucionaron. Lo que encontraron específicamente fue una necrópolis en expansión que abarca tres veces la altura actual de la Vía Láctea.

“Estos remanentes compactos de estrellas muertas muestran una distribución y estructura fundamentalmente diferente de la galaxia visible. La ‘altura’ del inframundo galáctico es más de tres veces mayor que la de la propia Vía Láctea. y un asombroso El 30 por ciento de los objetos han sido completamente expulsados ​​​​de la galaxia.“, él explicó david sweneyEstudiante de doctorado en el Instituto de Astronomía de la Universidad de Sydney y autor principal del artículo “The Galactic Underworld: The Spatial Distribution of Compact Remnants”, que se publicó en público en el último número de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

¿Por qué se tardó tanto en imaginar las catacumbas de la galaxia? La naciente Vía Láctea, en la que vivieron estas primeras estrellas, continúa expandiéndose, fundamentalmente en sus brazos espirales. Tal territorio inexplorado hizo que fuera confuso incluso adivinar dónde buscar agujeros negros ocultos y estrellas de neutrones, a diferencia de los más jóvenes, que se encuentran dispersos en la forma actual de la Vía Láctea.

Vista dividida de la galaxia visible de la Vía Láctea frente a su inframundo galáctico.  Crédito: Universidad de Sydney
Vista dividida de la galaxia visible de la Vía Láctea frente a su inframundo galáctico. Crédito: Universidad de Sydney

Creado por el astrónomo Sweeney y sus colegas de la Universidad de Sydney, el nuevo mapa revela no solo dónde podrían estar escondidos los huesos de estas viejas estrellas, sino también que alrededor de un tercio de los remanentes ya han sido o están en camino de ser expulsados. de la galaxia Las supernovas explotan con enormes pero aleatorias cantidades de energía que pueden acelerar el polvo y el gas a millones de millas por hora.

Dónde se generarán mayores o menores cantidades de energía es casi impredecible. Al equipo de investigación le resultó especialmente difícil determinar la energía involucrada en cada explosión de supernova. Si la estrella expulsa gas y polvo en un área donde está liberando más fuerza, volará más lejos que las masas estelares vecinas.

Los expertos descubrieron que estrellas de neutrones enteras podrían haber sido expulsadas de la galaxia. Y que los agujeros negros también pueden viajar por el espacio como agujeros negros rebeldes, por lo que no es imposible que sean arrojados al vacío. “Ahora que sabemos dónde buscar, estamos desarrollando tecnologías para buscar estos objetos. Apuesto a que el ‘inframundo galáctico’ no permanecerá envuelto en misterio por mucho más tiempo”, comentó Sweeney en un comunicado.

Color de arriba hacia abajo y vista lateral del inframundo galáctico de la Vía Láctea.  Crédito: Universidad de Sydney
Color de arriba hacia abajo y vista lateral del inframundo galáctico de la Vía Láctea. Crédito: Universidad de Sydney

agujeros negros Y estrellas de neutrones se forman cuando las estrellas masivas, más de ocho veces más grandes que nuestro Sol, se quedan sin combustible y colapsan repentinamente. Este colapso desencadena una reacción desbocada que explota las partes exteriores de la estrella en forma de explosión de supernova titánico. Al mismo tiempo, el núcleo sigue comprimiéndose sobre sí mismo hasta que, dependiendo de su masa inicial, se convierta en una estrella de neutrones o en un agujero negro.

En las estrellas de neutrones, el núcleo es tan denso que los electrones y los protones se ven obligados a combinarse a nivel subatómico en neutrones. Esto comprime su masa total en una esfera increíblemente densa más pequeña que una ciudad. Si la masa de la estrella original es mayor que 25 veces la de nuestro Sol, ese colapso impulsado por la gravedad continúa., hasta que el núcleo es tan denso que ni siquiera la luz puede escapar. Y el objeto se convierte en un agujero negro. Ambos tipos de cadáveres estelares deforman el espacio, el tiempo y la materia a su alrededor.

Aunque miles de millones de estos exóticos cadáveres deben haberse formado desde que la galaxia era joven, fueron arrojados a la oscuridad del espacio interestelar por las supernovas que los crearon. Por lo tanto, se han deslizado más allá de la vista y el conocimiento de los astrónomos, hasta ahora.

Imagen de nube de puntos de una galaxia de la Vía Láctea, vista de arriba hacia abajo y de lado.  Crédito: Universidad de Sydney
Imagen de nube de puntos de una galaxia de la Vía Láctea, vista de arriba hacia abajo y de lado. Crédito: Universidad de Sydney

Al recrear cuidadosamente el ciclo de vida completo de las antiguas estrellas muertasLos investigadores han construido el primer mapa detallado que muestra dónde yacen sus cuerpos.

“Uno de los problemas para encontrar estos objetos antiguos es que, hasta ahora, no teníamos idea de dónde buscar. Las estrellas de neutrones y los agujeros negros más antiguos se crearon cuando la galaxia era más joven y tenía una forma diferente, y luego sufrieron cambios complejos que abarcaron miles de millones de años. Ha sido una tarea importante modelar todo esto para encontrarlos”, dijo el coautor del artículo, el profesor Peter Tuthill, del Instituto de Astronomía de Sydney.

Las estrellas de neutrones y los agujeros negros recién formados encajan en la galaxia actual, para que los astrónomos sepan dónde buscar. Pero las estrellas de neutrones y los agujeros negros más antiguos son como fantasmas que aún acechan en una casa que fue demolida hace mucho tiempo, por lo que son más difíciles de encontrar.

“Era como intentar encontrar el mítico cementerio de elefantes. Los huesos de estas raras estrellas masivas tenían que estar ahí afuera, pero parecían estar envueltos en un misterio”, dijo el profesor Tuthill, refiriéndose a un lugar donde, según la leyenda, los elefantes viejos van a morir solos, lejos de su manada.

EFE/EPA/NIKOS ARVANITIDIS/Archivo
EFE/EPA/NIKOS ARVANITIDIS/Archivo

Sweeney agregó: “El problema más difícil que tuve que resolver en la búsqueda de su verdadera distribución fue dar cuenta de la ‘patadas’ que reciben en los momentos violentos de su creación. Las explosiones de supernovas son asimétricas y los escombros son expulsados ​​a gran velocidad, hasta millones de kilómetros por hora, y lo que es peor, esto sucede en una dirección desconocida y aleatoria para cada objeto.

Pero nada en el universo permanece quieto por mucho tiempo, por lo que incluso conocer las magnitudes probables de las patadas explosivas no fue suficiente: los investigadores tuvieron que profundizar en las profundidades del tiempo cósmico y reconstruir cómo se comportaron durante miles de millones de años. .

“Es un poco como el billar. Si sabes en qué dirección se golpea la pelota y con qué fuerza, entonces puedes averiguar dónde terminará. Pero en el espacio, los objetos y las velocidades son mucho más grandes. Además, la mesa no es plana, por lo que los desechos estelares siguen órbitas complejas a través de la galaxia. Finalmente, a diferencia de una mesa de billar, no hay fricción, por lo que nunca disminuyen la velocidad. Casi todos los escombros que se formaron todavía están ahí, deslizándose como fantasmas a través del espacio interestelar”, dijo Sweeney.

Los agujeros negros y las estrellas de neutrones se forman cuando estrellas más de ocho veces más grandes que nuestro Sol agotan su suministro de combustible y colapsan (EFE/Ismael Herrero/Archivo)
Los agujeros negros y las estrellas de neutrones se forman cuando estrellas más de ocho veces más grandes que nuestro Sol agotan su suministro de combustible y colapsan (EFE/Ismael Herrero/Archivo)

Los intrincados modelos que construyeron, junto con los doctores en astronomía de la Universidad de Sydney, Sanjib Sharma y Ryosuke Hirai de la Universidad de Monash, codificaron dónde nacieron las estrellas, dónde encontraron su final ardiente y su eventual dispersión a medida que la galaxia evolucionó. El resultado final es un mapa de distribución de la necrópolis estelar de la Vía Láctea. “Fue un poco chocante. Trabajo todos los días con imágenes de la galaxia visible que conocemos hoy, y esperaba que el inframundo galáctico fuera sutilmente diferente, pero muy similar. No esperaba un cambio tan radical”, dijo Sharma.

En los mapas generados, los brazos espirales característicos de la Vía Láctea se desvanecen en la versión del ‘inframundo galáctico’. Estos están completamente borrados debido a la edad de la mayoría de los restos y la efectos borrosos de los pulsos energéticos de las supernovas quién los creó. Aún más intrigante, la vista lateral muestra que el inframundo galáctico es mucho más “hinchado” que la Vía Láctea, como resultado de la energía cinética inyectada por las supernovas que las elevan en un halo alrededor de la Vía Láctea visible.

“Quizás el hallazgo más sorprendente de nuestro estudio es que las patadas son tan fuertes que la Vía Láctea perderá por completo algunos de estos desechos. Son pateadas tan fuerte que alrededor del 30 por ciento de las estrellas de neutrones son arrojadas al espacio intergaláctico, para nunca regresar”, dijo Hirai. Y Tuthill agregó: “Para mí, una de las mejores cosas que encontramos en este trabajo es que incluso el vecindario estelar local alrededor de nuestro Sol probablemente tenga estos visitantes fantasmales de paso. Estadísticamente, nuestro remanente más cercano debería estar a solo 65 años luz de distancia: más o menos en nuestro patio trasero, en términos galácticos”.

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