Los astrónomos siguen tratando de medir la masa de la Vía Láctea y siguen obteniendo diferentes números. Pero no es que sean malos en matemáticas. Medir la masa de algo tan enorme como la Vía Láctea es confuso. Además, estamos incrustados en él; toma algunas maniobras muy inteligentes para restringir su masa.
La masa de la Vía Láctea es una pregunta científica fundamental que los astrónomos han estado tratando de responder durante décadas. El problema es que incluso las mejores estimaciones de los astrónomos varían enormemente. La dificultad no surge de medir la masa de las estrellas mismas. Proviene del desafío de medir la materia oscura.
¿No sabes qué es la materia oscura? De acuerdo, la revista Space está aquí para ayudar. (Si sabe de qué se trata, puede omitir la siguiente sección).
El obligatorio "¿Qué es la materia oscura?" Parte
En primer lugar, la materia oscura es hipotética. Realmente no sabemos qué es. Pero sabemos que está ahí, o más bien sabemos que hay algo allí.
Las cosas con las que podemos ver e interactuar están hechas de lo que se llama 'materia bariónica'. Está hecha de átomos y es todo lo que conocemos: nuestros cuerpos, los planetas, las estrellas, los anteojos de Kim Jong-un, etc. Pero La materia bariónica solo constituye alrededor del 10-15% de la materia en el universo.
Creemos que la materia oscura constituye alrededor del 85-90% de la materia en el universo. Es diferente de la materia normal porque no interactúa con la luz y no podemos verla. Por eso se llama materia oscura.
Pero sabemos que está ahí porque las galaxias se comportan como si tuvieran mucha más masa de la que podemos ver. La pista de que está ahí está en la gravedad. Las galaxias deben tener más masa, y por lo tanto más gravedad, de lo que podemos ver en su materia regular, o simplemente se volarían. Su masa y gravedad los mantienen unidos.
La versión corta es que las cosas simplemente no podrían ser como son a menos que haya mucha más masa de la que podemos medir.
Es realmente difícil de medir
“Simplemente no podemos detectar la materia oscura directamente.”
Laura Watkins, Observatorio Europeo Austral
“Simplemente no podemos detectar la materia oscura directamente,"Explica Laura Watkins (Observatorio Europeo Austral, Alemania), quien dirigió el equipo que realizó el análisis. "Eso es lo que lleva a la incertidumbre actual en la masa de la Vía Láctea: ¡no puedes medir con precisión lo que no puedes ver!“
Entonces, ¿cómo podemos medir algo que no podemos ver? Los astrónomos se ocuparon de medir el efecto de la materia oscura y luego trabajar un poco hacia atrás. Pero incluso con todo el esfuerzo realizado, las estimaciones varían enormemente, desde tan solo 500 mil millones de veces la masa de nuestro Sol, hasta 3 billones de veces la masa de nuestro Sol. Esa es una gran discrepancia y un verdadero problema persistente en astronomía. Y se debe a la dificultad de medir toda la materia oscura.
Ahora, un nuevo estudio dirigido por Laura Watkins del Observatorio Europeo Austral cree que se han acercado aún más a medir la materia oscura y, por lo tanto, toda la masa de la Vía Láctea. Su numero?
Dicen que la Vía Láctea contiene 1,5 billones de veces más masa que nuestro Sol, o 1,5 billones de masas solares, en un radio de 125,000 años luz desde el centro galáctico.
El estudio se basa en la segunda publicación de datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea. Los autores lo combinaron con observaciones del telescopio espacial Hubble.
Vamos a profundizar en cómo los astrónomos miden la masa de la Vía Láctea.
Los astrónomos no pueden simplemente tomar medidas de muestra de estrellas y luego extrapolar. Eso no funciona porque no pueden ver toda la materia oscura. Entonces miden otras cosas. Y gracias a la misión Gaia, ya se han hecho un montón de mediciones para ellos.
Entra Gaia y los cúmulos globulares
Gaia es la misión de ESO de crear un mapa 3D de la Vía Láctea. Es una misión ambiciosa, pero ha dado excelentes resultados. Gaia ha medido la velocidad posicional y radial de aproximadamente mil millones de estrellas en la Vía Láctea y en el Grupo Local. Esto es aproximadamente el uno por ciento de las estrellas en nuestra galaxia. Puede que no parezca mucho, pero la precisión de las mediciones también es muy importante, especialmente cuando se trata de medir la materia oscura.
Algunas de las aproximadamente mil millones de estrellas que Gaia midió están en los cúmulos globulares que están cerca de la Vía Láctea. Los cúmulos globulares son colecciones esféricas de estrellas, y hay alrededor de 150 de ellas orbitando la Vía Láctea. Lo más importante, cuanto más masiva es la galaxia, más rápido orbitan los cúmulos globulares. Y Gaia nos ha dado mediciones más precisas de su velocidad que nunca.
“Cuanto más masiva es una galaxia, más rápido se mueven sus cúmulos bajo la fuerza de su gravedad.“
N. Wyn Evans, Universidad de Cambridge, Reino Unido.
“Cuanto más masiva es una galaxia, más rápido se mueven sus cúmulos bajo la fuerza de su gravedad."Explica N. Wyn Evans (Universidad de Cambridge, Reino Unido). "La mayoría de las mediciones anteriores han encontrado la velocidad a la que un grupo se acerca o retrocede desde la Tierra, esa es la velocidad a lo largo de nuestra línea de visión. Sin embargo, también pudimos medir el movimiento lateral de los grupos, a partir del cual se puede calcular la velocidad total y, en consecuencia, la masa galáctica.“
El Hubble ayuda
Cuanto más lejos está el cúmulo globular, más nos cuentan sobre la masa de la Vía Láctea. Aunque Gaia proporcionó las mediciones de velocidad extremadamente precisas de los grupos, fue el venerable Telescopio Espacial Hubble el que midió grupos a una distancia de hasta 130,000 años luz de la Tierra, agregando una gran precisión a la nueva medición de masa para la Vía Láctea.
“Los cúmulos globales se extienden a una gran distancia, por lo que se consideran los mejores trazadores que usan los astrónomos para medir la masa de nuestra galaxia."Dijo Tony Sohn (Space Telescope Science Institute, EE. UU.), Quien dirigió las mediciones del Hubble.
“Tuvimos la suerte de tener una gran combinación de datos,”Explicó Roeland P. van der Marel (Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, EE. UU.). "Al combinar las medidas de Gaia de 34 cúmulos globulares con las medidas de 12 cúmulos más distantes del Hubble, podríamos precisar la masa de la Vía Láctea de una manera que sería imposible sin estos dos telescopios espaciales.“
Por qué es importante
¿Y ahora que?
La masa de la Vía Láctea es más que una simple curiosidad, es una parte intrínseca e importante de preguntas mucho más grandes. El contenido de materia oscura de una galaxia está relacionado con la formación y el crecimiento de estructuras en el Universo.
Esta medición más precisa de la masa de la Vía Láctea nos ayuda a comprender nuestra galaxia local y su lugar en el cosmos.
No está mal.
Fuentes:
- Documento de investigación: Evidencia de una vía láctea de masa intermedia de los movimientos del grupo globular Halo DR2 de Gaia
- Comunicado de prensa: Hubble y Gaia pesan con precisión la Vía Láctea
