Científicos explican por qué la Vía Láctea mantiene la "forma" de sus brazos

Una investigación sobre la estructura de estos cuerpos estelares confirmó la idea propuesta en una teoría presentada en la década de 1960 que habla sobre ondas de densidad de estrellas que les permite mantener una velocidad de giro en el Universo.

25 de Abril de 2019 | 12:45 | Redactado por Camila Díaz S., Emol/DPA
Agencias
La imagen de la forma de la Vía Láctea ha sido producida cientos de veces a raíz de observaciones de otras galaxias similares, con una estructura de discos, con brazos en espiral. Sin embargo, hasta ahora pocos eran los detalles que se manejaban sobre cómo llegan a tomar esta particular forma.

El trabajo de los científicos de la Universidad de Arkansas ha logrado entregar un poco de luz ante este misterio al postular que los brazos son creados por una onda de materia más densa que crea el patrón en espiral a medida que viaja a través de la galaxia.

"La estructura de los brazos en espiral en las galaxias de disco es un misterio", comenta Ryan Miller, profesor asistente de física visitante. "Nadie sabe qué determina la forma de estas espirales, o por qué tienen cierta cantidad de brazos. Nuestra investigación proporciona una respuesta clara a parte de ese misterio".

El "bulto galáctico" y la velocidad de la estrellas

La Vía Láctea, la galaxia que contiene a nuestro Sistema Solar, conforma el grupo mayoritario de estas formaciones cósmicas con un 70% de las galaxias tomando esta forma de brazos en espiral.

Los expertos entienden esta situación de la siguiente forma: Las estrellas en un galaxia de disco orbitan una masa central llamada "bulto galáctico", y las estrellas aquí se acercan a la órbita central más rápido que las estrellas hacia el borde. La situación es que si los brazos en espiral estuvieran compuestos de un grupo fijo de estrellas, los que están en los bordes del patrón tendrían que cubrir más distancia que las estrellas en el medio para mantener el patrón en espiral.

Esta analogía se asemeja a los atletas que recorren una pista circular, aquellos el carril externo de la pista, tendrían que moverse más rápido para mantener su posición en el grupo.

La Teoría de la Onda de Densidad

Para explicar esto, en la década de 1960 diversos astrónomos propusieron la Teoría de la Onda de Densidad que intentaba explicar la paradoja diciendo que los brazos de las galaxias de disco no se forman a partir de haces estáticos de estrellas. En cambio, estos brazos son ondas de áreas más densas que se mueven a través de las estrellas. Las estrellas se mueven de acuerdo con las leyes de la física y, al orbitar el centro de la galaxia, se encuentran con estas áreas más densas.

En el trabajo actual se centraron en esta idea para continuar su trabajo. De acuerdo con el postulado, habría un punto en cada brazo de la galaxia donde la velocidad de rotación de la onda de densidad y la velocidad de las estrellas es la misma, algo que se llama radio de co-rotación. Así, las estrellas dentro del radio de co-rotación deben moverse más rápido que la onda de densidad porque están más cerca del centro. Por lo tanto, cuanto más vieja se vuelve una estrella, más lejos debe viajar desde su lugar de nacimiento cerca de la onda. En el lado exterior del radio de co-rotación, donde las estrellas viajan más lentamente que la onda de densidad, las estrellas más viejas deberían caer más detrás de la onda.

Con esto, y al comparar datos obtenidos por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA que les permitieron analizar estos diferentes ángulos con el ángulo formado por el centro de la onda de densidad, mostraron que la ubicación de estos grupos de estrellas coincide con la predicción de la Teoría de la Onda de Densidad.

Finalmente, el punto demostrado por los científicos mantiene la relación con el radio de co-rotación que le permite a las estrellas mantener la velocidad dentro de la onda de densidad a lo largo de su vida. Así, se mantendrían girando en una forma que se ve reflejada como los "brazos" que se aprecian en las imágenes de las galaxias espiral, como lo es la Vía Láctea.

Aunque la investigación proporciona evidencia de por qué los brazos espirales mantienen su forma, las preguntas continúan. Es fácil comprender por qué se produce un atasco de tráfico cuando se llega a un accidente automovilístico que reduce tres pistas a una, pero determinar qué crea las ondas más densas sigue siendo una pregunta abierta.
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