La comunidad científica identifica por primera vez dónde se encuentran los bordes de la Vía Láctea

Definir la extensión del disco de la Vía Láctea ha sido durante mucho tiempo un desafío; no termina abruptamente, sino que se desvanece gradualmente en sus bordes exteriores. Ahora, por primera vez, un equipo internacional de astrónomos ha identificado el límite del disco de formación estelar de la Vía Láctea mediante el estudio de las edades de las estrellas, revelando que la mayor parte de la formación estelar de nuestra galaxia ocurre dentro de los 40.000 años luz del centro galáctico.

Los investigadores emplearon un nuevo enfoque que combina el análisis de las edades de estrellas gigantes y brillantes con simulaciones informáticas avanzadas de la evolución galáctica. Este método reveló un patrón en forma de «U» en la distribución de las edades de las estrellas, que delimita las regiones de formación estelar de la Vía Láctea.

La investigación, publicada en la revista Astronomy & Astrophysics, fue dirigida por un equipo internacional liderado desde la Universidad de Malta.

«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, actualmente en la Universidad de Insubria (Italia).

Las galaxias no forman estrellas de manera uniforme en sus discos. En cambio, se forman desde el centro hacia afuera. La formación estelar comenzó en sus densas regiones centrales y se extendió gradualmente hacia afuera a lo largo de miles de millones de años, un proceso que los astrónomos denominan crecimiento «de adentro hacia afuera». Esto significa que, en general, las estrellas son más jóvenes cuanto más lejos del centro se encuentran, ya que la formación estelar ha llegado al disco exterior hace relativamente poco tiempo.

La investigación reveló que, en la Vía Láctea, la edad promedio de las estrellas disminuye a medida que nos alejamos del centro, tal como se espera de un crecimiento de adentro hacia afuera. Sin embargo, a una distancia de entre 35.000 y 40.000 años luz del centro galáctico, la tendencia se invierte: las estrellas comienzan a envejecer nuevamente con la distancia. Esta inversión crea un perfil de edad característico en forma de «U». Al comparar esta característica con simulaciones galácticas de última generación, el equipo demostró que el mínimo de edad marca una caída drástica en la eficiencia de la formación estelar, confirmándolo como 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 poderosas para descifrar la historia de la Vía Láctea, inaugurando una nueva era de descubrimientos sobre nuestra galaxia», comentó el profesor Joseph Caruana, coautor y supervisor del proyecto, con sede en la Universidad de Malta.

El equipo analizó más de 100.000 estrellas gigantes utilizando datos de los sondeos espectroscópicos LAMOST y APOGEE, combinados con mediciones precisas del satélite Gaia, un ambicioso programa para cartografiar las estrellas de la Vía Láctea. Al centrarse en las estrellas que orbitan en el disco principal de la galaxia, lograron aislar la señal del crecimiento desde dentro hacia fuera de otros procesos galácticos.

El profesor Laurent Eyer, coautor del estudio y perteneciente a 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 confirmar que el patrón en forma de U marca el límite real de la formación estelar eficiente, los investigadores utilizaron simulaciones de galaxias de última generación. Estos modelos revelaron que la edad mínima coincide con una caída drástica en la eficiencia de la formación estelar, lo que demuestra que el patrón observado requiere la migración hacia el exterior de las estrellas más antiguas.

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

Aún se desconoce por qué la mayor parte de la formación estelar disminuye a este radio particular del centro galáctico.

Los principales sospechosos son la barra central de la Vía Láctea, cuya influencia gravitacional podría provocar la acumulación de gas en un radio determinado, o la curvatura exterior de la galaxia, donde el disco se deforma y podría interrumpir la formación estelar. Si bien el mecanismo exacto aún se desconoce, la investigación confirma que el perfil de edad en forma de U es una clara señal del límite bien definido de la formación estelar en la Vía Láctea.