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LA VÍA LÁCTEA
CHROMOSCOPE. Multi vista de la Vía Láctea
La Vía Láctea es la galaxia en la que se encuentra el Sistema Solar y, por ende, la Tierra. Según las observaciones, posee una masa de 1012 masas solares y es una espiral barrada; con un diámetro medio de unos 100.000 años luz. Se calcula que contiene entre 200 y 400 mil millones de estrellas. La distancia desde el Sol hasta el centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8,5 kpc, es decir, el 55 por ciento del radio total galáctico). La Vía Láctea forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias llamado Grupo Local, y es la segunda más grande y brillante tras la Galaxia de Andrómeda (aunque puede ser la más masiva).
El nombre Vía Láctea proviene de la mitología griega, y en latín significa camino de leche. Ésa es, en efecto, la apariencia de la banda de luz que rodea el firmamento, y así lo afirma la mitología griega, explicando que se trata de leche derramada del pecho de la diosa Hera, esposa de Zeus, quien se negaba a amamantar al pequeño Hércules pues había sido fruto de una aventura. En una ocasión lo acercaron a su pecho mientras dormía, pero Hera despertó, lo retiró suavemente de su pezón y la leche se derramó por los cielos, dando forma a las brillantes constelaciones que admiramos en la noche. Sin embargo, ya en la Antigua Grecia se tiene conocimiento de un astrónomo que sugirió que aquel haz blanco en el cielo era en realidad un conglomerado de muchísimas estrellas. Se trata de Demócrito (460 a. C. - 370 a. C.), quien sostuvo que dichas estrellas eran demasiado tenues individualmente para ser reconocidas a simple vista. Su idea, no obstante, no halló respaldo, y tan sólo hacia el año 1609 de nuestra era, el astrónomo Galileo Galilei haría uso del telescopio para observar el cielo y constatar que Demócrito estaba en lo cierto pues, por donde quiera que mirase, aquél se encontraba lleno de estrellas.
VISTA DESDE LA TIERRA
Fotografía de 360º de la Vía Láctea
La Vía Láctea, vista desde Tierra, que está situado en un ramal de uno de los brazos espirales de la galaxia, aparece como una banda borrosa de luz blanca en el cielo nocturno a través de todo el arco de la esfera celeste. La luz procede de estrellas y otros materiales que se encuentran dentro del plano galáctico. El plano de la Vía Láctea está inclinada unos 60 ° a la eclíptica (el plano de la órbita de la Tierra), con la Polo Norte Galáctico situado en Ascensión Recta 12h 49m, declinación 27.4 ° (B1950), Cerca de Beta Comae Berenices. El Polo Sur Galáctico está cerca de Sculptoris alfa. El centro de la galaxia está en la dirección de Sagitario, y la Vía Láctea "pasa" (yendo hacia el oeste) a través de Scorpius, Ara, Norma, Triángulo Austral, Circinus, Centaurus, Musca, Crux, Carina, Vela, Puppis, Canis Major, Monoceros, Orion & Gemini, Tauro, Auriga, Perseo, Andrómeda, Casiopea, Cefeo & Lacerta, Cygnus, Zorra, Sagitta, Aquila, Ofiuco, Scutum, y de vuelta a Sagitario.
Panorámica de la Vía Láctea desde el Valle de la Muerte
La Vía Láctea se ve más brillante en la dirección de la constelación de
Sagitario, Hacia el centro de la galaxia. En relación con el ecuador celeste,
Pasa por el norte hasta la constelación de la Casiopea y por el sur hasta la
constelación de Crux, lo que indica la alta inclinación de la Tierra en el plano
ecuatorial y el plano de la eclíptica en relación con el plano galáctico. El
hecho de que la Vía Láctea divide el cielo de la noche en dos hemisferios indica
que el Sistema Solar se encuentra cerca del plano galáctico. La Vía Láctea tiene
un relativamente bajo brillo de superficie, por lo que es difícil de ver desde
cualquier lugar urbano o suburbano debido a la contaminación lumínica. TAMAÑO
El plano galáctico dividido en secciones.
El disco estelar de la Vía Láctea es de aproximadamente 100.000 años-luz (9,5×1017 kilómetros) de diámetro, y se considera que, en promedio, unos 1.000 años luz (9,5×1015km) de espesor. Se estima que contienen entre 200 mil millones de estrellas y 400 mil millones de estrellas. La cifra exacta depende del número de estrellas de baja masa, que es muy incierto. Esto puede ser comparado a la de billones (1012) de estrellas de la vecina Galaxia de Andrómeda. El disco estelar no tiene un "borde duro", un radio más allá del cual no hay estrellas. Por el contrario, el número de estrellas disminuye exponencialmente con la distancia desde el centro de la Galaxia. Más allá de un radio de alrededor de 40.000 años-luz (3,8×1017 kilómetros) el número de estrellas decae mucho más rápido por razones que no se entienden. Extendiéndose más allá del disco estelar hay un disco mucho más grueso de gas. Observaciones recientes indican que el disco gaseoso de la Vía Láctea tiene un espesor de alrededor de 12.000 años luz (1,1×1017km), el doble del valor aceptado previamente. Como una guía a escala de la Vía Láctea, si se reduce a 10 metros de diámetro, el Sistema Solar, incluida la Nube de Oort, no sería de más de 0,1 mm de ancho. El halo galáctico se extiende hacia afuera, pero tiene un tamaño limitado por las órbitas de dos satélites de la Vía Láctea, las grandes y pequeñas Nubes de Magallanes, cuyo “perigalacticon” es de aproximadamente 180.000 años luz (1,7×1018km). Mediciones recientes realizadas por la Very Long Baseline Array (VLBA) han revelado que la Vía Láctea es mucho más pesada de lo que algunos pensaban anteriormente. La masa de nuestra galaxia hogar se considera ahora que es más o menos similar a la de nuestra vecina más grande del grupo local, la Galaxia de Andrómeda.
Visión amplia de infrarrojos de la Vía Láctea del Telescopio espacial Spitzer creado a partir de más de 800.000 tomas. Esta es la imagen infrarroja más detallada de nuestra galaxia hasta la fecha.
La estimación más reciente y más precisa de la velocidad de rotación de la galaxia (y, a su vez la cantidad de materia oscura que figura en la galaxia) coloca la cifra en cerca de 254 km / s, considerablemente mayor que el valor ampliamente aceptado de 220 km / s. Esto a su vez implica que la Vía Láctea tiene una masa total equivalente a alrededor de 3 billones de soles, aproximadamente un 50% más masiva de lo que algunos pensaban anteriormente.
EDAD
Es extremadamente difícil definir la edad de la Vía Láctea, pero la edad de las más antiguas estrellas de la galaxia descubiertas (HE 1523-0901), se estima en alrededor de 13,2 millones de años, casi tan antigua como el Universo en sí mismo. Esta estimación se basa en la investigación de un equipo de astrónomos en 2004, utilizando la radiación UV-Visual Espectrógrafo Echelle del Very Large Telescope para medir por primera vez el contenido de berilio de dos estrellas en el cúmulo globular NGC 6397. De esta investigación se deduce que el tiempo transcurrido entre la aparición de la primera generación de estrellas en la galaxia entera y la primera generación de estrellas del grupo es de 200 a 300 millones años. Al incluir la edad estimada de las estrellas en el cúmulo globular (13,4 ± 0,8 millones de años), se estima que la edad de las estrellas más viejas de la Vía Láctea es de 13,6 ± 0,8 millones de años. Sobre la base de estos nuevos datos, el disco galáctico se estima que se formó hace entre 6,5 y 10,1 millones de años.
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA
La galaxia se compone de una región central de forma cilíndrica rodeada por un disco de gas, polvo y estrellas, que forman cuatro estructuras distintas de brazos espirales hacia el exterior en forma de espiral logarítmica. La distribución de la masa de la galaxia se parece mucho a la SBC de la Clasificación de Hubble. Los astrónomos comenzaron a sospechar que la Vía Láctea es una galaxia espiral barrada, en lugar de una galaxia espiral corriente, en la década de 1990. Sus sospechas fueron confirmadas por el Telescopio espacial Spitzer en sus observaciones del 2005, que mostró que la barra central de la galaxia era más grande de lo que se sospechaba.
La masa de la Vía Láctea se cree que es alrededor de 5,8 × 1011 masas solares y que comprende desde 200 hasta 400 mil millones de estrellas. Su magnitud visual absoluta se ha estimado que es -20,9. La mayor parte de la masa de la galaxia se piensa que es materia oscura, formando un halo de materia oscura de unos 600-3000 billones de MSOL que se extiende de forma relativamente uniforme.
Bulbo o Centro Galáctico.
Imagen de radio de la región central de la Vía Láctea
El centro galáctico es el centro de rotación de nuestra galaxia, la Vía Láctea. En 1985 la IAU adopto la distancia a 8.5 kiloparsecs del Sol. Sin embargo, investigaciones recientes han sugerido distancias menores a esta. Está en dirección de las constelaciones Sagitario, Ofiuco y Scorpius, donde la Vía Láctea parece más brillante. Se dice que hay un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. Debido a que el polvo interestelar bloquea nuestra línea de visión hacia el centro de la galaxia, éste no puede ser estudiado mediante el espectro visible, el ultravioleta o por rayos X de baja potencia. En consecuencia, la información que actualmente se posee sobre el centro galáctico proviene de observaciones realizadas por rayos gamma, infrarrojos, observaciones de longitudes de onda submilimetrales, ondas de radio o rayos X de alta potencia. Las coordenadas del centro galáctico fueron encontradas por primera vez por Harlow Shapley en el estudio que realizó en 1918 acerca de la distribución de los cúmulos globulares. En el sistema de coordenadas ecuatoriales las coordenadas son: AR 17h45m40.04s, Dec -29° 00' 28.1" (época J2000). Agujero negro supermasivo La radiofuente Sagitario A parece estar ubicada casi exactamente en el centro galáctico, y contiene una potente y compacta fuente de ondas de radio, Sagitario A*, la que podría ser un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la Vía Láctea.
Es de suponer que el disco de acreción gaseoso está emitiendo suficiente energía para alimentar la fuente de estas poderosas ondas. Un estudio de 2008 realizado con radiotelescopios en Hawaii, Arizona y California (VLBI) reveló que, en promedio, el diámetro de Sagitario A* alcanza las 0,3 UA (unos 44 millones de kilómetros), bastante más grande de lo que mediría el agujero negro. Este último sería demasiado pequeño para ser visible con la instrumentación disponible actualmente. En diciembre de 2008, científicos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania anunciaron que lograron confirmar la existencia del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, mediante el uso de telescopios chilenos. El agujero negro en cuestión tendría una masa equivalente a cuatro millones de masas solares. Población estelar El pársec central alrededor de Sagitario A* contiene miles de estrellas. Aunque muchas de ellas son viejas estrellas rojas de la secuencia principal, el centro galáctico es también rico en estrellas masivas. Más de 100 estrellas OB y Wolf-Rayet han sido identificadas hasta ahora. Éstas parecen haberse formado en un solo evento de formación estelar hace algunos millones de años.
La vía Láctea tiene cuatro poblaciones estelares, ubicadas en: el disco delgado (franja azul), el disco grueso (verde), el halo estelar (amarillo), y el núcleo o bulbo (rojo). Visto esto por un observador externo, vería solo brillar el disco delgado y el prominente bulbo.
La existencia de estas relativamente jóvenes estrellas (aunque evolucionadas) sorprendieron a los expertos, quienes esperaban que la fuerza de marea del agujero negro central no permitiera que esto sucediese. Esta paradoja, conocida como la paradoja de la juventud, es aún más remarcable para las estrellas que mantienen órbitas muy cercanas con Sagitario A*, como S2. Algunas de las explicaciones existentes para esta paradoja dicen que estas estrellas se formaron en un masivo cúmulo estelar fuera del centro galáctico para luego llegar, ya formadas, donde están actualmente. Otra explicación sugiere que las estrellas se formaron en un masivo y compacto disco de acreción de gas cerca del agujero negro central. Es interesante notar que muchas de estas 100 o más estrellas parecen estar concentradas en uno o dos discos (de acuerdo a los grupos de astronomía de la UCLA y el MPE respectivamente), en vez de estar distribuidas aleatoriamente en el pársec central. Sin embargo, éstas observaciones no permiten obtener, hasta el momento, conclusiones definitivas respecto a este punto. En un principio, se creía que actualmente no se están formando nuevas estrellas en el centro galáctico, aunque el disco circumnuclear de gas molecular que orbita el centro de la galaxia a unos dos pársecs de distancia pareciera ser un lugar favorable para que ocurran nuevas formaciones. Sin embargo, primero una investigación presentada en 2002 por los científicos Antony Stark y Chris Martin reveló la densidad del gas en una región de 400 años luz alrededor del centro galáctico, la que mostró un anillo con varios millones de veces la masa del Sol, acercándose a la densidad crítica para la formación de nuevas estrellas, y finalmente estudios realizados con el telescopio Spitzer han acabado por mostrar la presencia de estrellas aún en formación en la región del centro galáctico.
En consecuencia, Antony Stark y Chris Martin han predicho que en aproximadamente 200 millones de años habrá un episodio de brote estelar en el centro galáctico, lo que significa que se crearán rápidamente muchas estrellas, produciendo allí además una tasa de supernovas cientos de veces la actual. El brote estelar puede estar acompañado también de jet galácticos cuando la materia resultante caiga en el agujero negro central. Actualmente, se cree que se producen regularmente episodios de brotes estelares cada 500 millones de años en la Vía Láctea.
Los brazos en espiral o disco Cada brazo de la espiral se describe como una espiral logarítmica (al igual que los brazos de todas las galaxias espirales) con un lanzamiento de aproximadamente 12 grados. Hasta hace poco, se creía que eran cuatro brazos espirales principales y que todos comenzaban cerca del centro de la galaxia. Estos son nombrados de la siguiente forma, de acuerdo a la siguiente imagen:
Observaciones presentadas en 2008 por Robert Benjamin de la Universidad de Wisconsin-Whitewater sugieren que la Vía Láctea tiene sólo dos brazos principales: el brazo de Perseo y el brazo de Escudo-Centauro. El resto de los brazos son de menor importancia o complementarios. Esto significaría que la Vía Láctea es similar en apariencia a la NGC 1365.
Fuera de los brazos espirales principales está el Anillo Exterior o de Monoceros, un anillo de estrellas alrededor de la Vía Láctea propuesto por los astrónomos Brian Yanny y Heidi Jo Newberg, que consta de gas y estrellas arrancadas de otras galaxias miles de millones de años atrás. Como es habitual en muchas galaxias, la distribución de masa en la Vía Láctea es tal que la velocidad orbital de la mayoría de las estrellas en la galaxia no depende en gran medida de la distancia desde el centro. Lejos de la protuberancia central o borde exterior, la velocidad estelar típica es entre 210 y 240 km / s. De ahí que el período orbital de la estrella típica es directamente proporcional sólo a la longitud de la ruta recorrida. Esta es la diferencia en el Sistema Solar, donde dos situaciones de dinámica gravitacional dominan diferentes órbitas y se espera que tengan velocidades significativamente diferentes asociadas con ellas. Esta diferencia es una de las piezas principales de las pruebas de la existencia de la materia oscura.
Otro aspecto interesante es el llamado problema de los brazos espirales "wind-up". Si uno cree que las partes internas de los brazos giran más rápidamente que la parte externa, la estructura en espiral irá adelgazado. Pero esto no es lo que se observa en las galaxias espirales. Por el contrario, los astrónomos proponen que la forma espiral de los brazos es el resultado de una onda de densidad que emana desde el centro galáctico. Esto puede ser comparado a un atasco de tráfico que se mueve en una carretera - todos los coches están en movimiento, pero siempre hay una región de lento movimiento de coches. Así, esto se traduce en varios brazos espirales donde hay un montón de estrellas y gas. Este modelo también está de acuerdo con el aumento de formación estelar en o cerca de los brazos espirales, las ondas de compresión aumenta la densidad de hidrógeno molecular y proto-estrellas se forman como resultado.
Halo
El disco de la galaxia está rodeado por un Halo esferoide de estrellas viejas y de cúmulos globulares, de los cuales el 90% se encuentra dentro de los 100.000 años-luz, lo que sugiere un diámetro del halo estelar de 200.000 años-luz. Sin embargo, unos cuantos grupos globulares se han encontrado más lejos, como el PAL 4 y AM1, a más de 200.000 años luz de distancia desde el centro galáctico. Mientras que el disco contiene gas y polvo que oscurecen la visión en algunas longitudes de onda, el componente del esferoide no. Un activo proceso de formación de estrellas tiene lugar en el disco (sobre todo en los brazos espirales, que representan las áreas de alta densidad), pero no en el halo. Los cúmulos abiertos también se producen principalmente en el disco. Recientes descubrimientos se han añadido al conocimiento de la estructura de la Vía Láctea. Con el descubrimiento de que el disco de la Galaxia de Andrómeda (M31) se extiende mucho más allá de lo que se pensaba, la posibilidad de que el disco de nuestra galaxia se extienda más es evidente, y esto es apoyado por la evidencia de la extensión del brazo exterior recién descubierta, la del Brazo de Norma. Con el descubrimiento de la Enana Elíptica de Sagitario llegó el descubrimiento de una cinta de escombros galácticos como órbita polar de la enana y su interacción con las lágrimas aparatadas de la Vía Láctea. Del mismo modo, con el descubrimiento de la Galaxia enana de Canis Major, se constató que un disco de polvo galáctico en interacción con la Vía Láctea rodeaba el disco galáctico. El 9 de enero de 2006, Mario Juric y otros, de la Universidad de Princeton, anunciaron que en el cielo del norte habían encontrado una estructura grande y difusa (hacia fuera y a través de un área alrededor de 5.000 veces el tamaño de la luna llena) en la Vía Láctea que parece no encajar en los modelos actuales. La colección de estrellas se levanta cerca de la perpendicular al plano de los brazos espirales de la galaxia. La interpretación propuesta es probablemente la de que una galaxia enana se está fusionando con la Vía Láctea. Esta galaxia recibe el nombre de Corriente estelar Virgo, y se encuentra en la dirección de Virgo a alrededor de 30.000 años luz de distancia.
Ubicación del Sol
El Sol (y por lo tanto la Tierra y el Sistema Solar) se pueden encontrar cerca del borde interior de la galaxia, en el Brazo de Orión, en el Fluff Local dentro de la Burbuja Local, y en el Cinturón de Gould, a una distancia de 7,62 ± 0,32 kpc (~ 25.000 ± 1.000 Ly) del Centro Galáctico. El Sol está actualmente a 5.30 parsecs desde el plano central del disco galáctico. La distancia entre el brazo local y el brazo contiguo de Perseo, es de unos 6.500 años luz. El Sol, y por lo tanto el Sistema Solar, se encuentra en la zona habitable de la galaxia. Hay alrededor de 208 estrellas más brillantes que la magnitud absoluta 8,5 del Sol en una distancia de 15 parsecs, dando una densidad de 0,0147 estrellas de esa talla por parsec cúbico. Por otra parte, hay 64 estrellas conocidas (de cualquier magnitud, sin contar las 4 enanas marrones) dentro de una distancia de 5 parsecs del Sol, dando una densidad de 0.122 estrellas por parsec cúbico, ilustrando el hecho de que la mayoría de las estrellas son menos brillantes que la magnitud absoluta de 8,5. El ápice del Camino del Sol, o ápice solar, es la dirección en que el Sol viaja por el espacio en la Vía Láctea. La dirección general del movimiento galáctico del Sol es hacia la estrella Vega, cerca de la constelación de la Hércules, en un ángulo de aproximadamente 60 grados de cielo a la dirección del Centro Galáctico. La órbita del Sol alrededor de la galaxia se espera que sea aproximadamente elíptica, con la adición de perturbaciones debidas a los brazos espirales galácticos y la distribución de masa no uniforme. Además, el Sol oscila hacia arriba y hacia abajo en relación con el plano galáctico aproximadamente 2,7 veces por órbita. Esto es muy similar a cómo funciona un oscilador armónico simple sin fuerza de arrastre (amortiguación) a largo plazo. Estas oscilaciones suelen coincidir con períodos de extinción en masa en la Tierra, ya que probablemente la mayor densidad de estrellas cerca del plano galáctico lleva a más eventos de impacto. El sistema solar tarda sobre 225-250 millones de años en completar una órbita de la galaxia (un año galáctico), así se cree que ha completado 20-25 órbitas durante su vida y 1 / 1250 revolución desde el origen de los seres humanos.La velocidad orbital del Sistema Solar alrededor del centro de la galaxia es de aproximadamente 220 km / s. A esta velocidad, se tarda alrededor de 1.400 años en que el Sistema Solar recorra una distancia de 1 año-luz.
VELOCIDAD
Velocidades y direcciones de movimiento
En el sentido general, la velocidad absoluta de cualquier objeto a través del espacio no es una cuestión significativa de acuerdo con la teoría de la relatividad especial de Einstein, que declara que no hay sistemas de referencia inercial de referencia en el espacio con el que comparar el movimiento de la galaxia. Los astrónomos creen que la Vía Láctea se mueve a cerca de 630 kilómetros por segundo, la Tierra viaja a 51,84 millones de kilómetros por día, o más de 18,9 mil millones kilómetros por año, alrededor de 4,5 veces su distancia más cercana a Plutón. La Vía Láctea se piensa que se mueve en la dirección del Gran Atractor, en el Grupo Local (un cúmulo de galaxias unidas por la gravedad que contiene, entre otros, la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda) es parte de un supercúmulo llamado Supercúmulo Local, centrado cerca del Cúmulo de Virgo. A pesar de que se están alejando a 967 kilometros / s, la velocidad es inferior a la que cabría esperar. Otro marco de referencia es provisto por el fondo cósmico de microondas (CMB). La Vía Láctea se mueve en torno a 552 kilometros / s con respecto a los fotones del CMB, a 10,5 Ascensión Recta, -24 ° declinación. Este movimiento es observado por los satélites, como el Cosmic Background Explorer (COBE) y el Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP. La galaxia rota sobre su centro de acuerdo con la curva de rotación de las galaxias, como se muestra en la figura siguiente. La discrepancia entre la curva observada (relativamente llana) y la curva basada en la masa conocida de las estrellas y el gas en la Vía Láctea (la curva de descomposición) se atribuye a la materia oscura.
La curva de rotación de las galaxias de la Vía Láctea. El eje vertical es la velocidad de rotación alrededor del centro de la galaxia. El eje horizontal es la distancia desde el centro galáctico. El sol está marcado con un punto amarillo. La curva observada de la velocidad de rotación es de color azul. La curva de predicción en base a la masa estelar y el gas en la Vía Láctea es de color rojo. La diferencia se debe a la materia oscura o tal vez una modificación de la ley de la gravedad.
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