Astrónomos «barren» el polvo de la Vía Láctea
Cuando observamos el cosmos, el polvo interestelar puede engañarnos: ¿es realmente rojiza esa estrella o su luz ha sido alterada en el camino? Ahora, un mapa 3D sin precedentes revela el impacto del polvo en nuestra visión del universo.
Por Enrique Coperías
El polvo polarizado ilumina la Vía Láctea. Crédito: ESA/NASA/JPL-Caltech
Cuando observamos objetos celestes lejanos, podemos caer en una trampa visual: ¿esa estrella es realmente tan rojiza como parece, o su color ha cambiado porque su luz atravesó una nube de polvo cósmico antes de llegar a nuestro telescopio?
Para realizar observaciones astronómicas precisas, los científicos necesitan conocer la cantidad de polvo interestelar entre ellos y sus objetivos lejanos.
Este polvo estelar no solo hace que los cuerpos celestes parezcan más rojizos —un fenómeno conocido como enrojecimiento—, sino que también los hace parecer más débiles de lo que realmente son (extinción). Es como mirar el universo a través de una ventana cubierta de polvo. Ahora, dos astrónomos han creado un mapa 3D sin precedentes que documenta las propiedades del polvo interestelar, brindando de este modo una nueva comprensión de lo que observamos en el cosmos.
Entre el azul y el rojo
Este fenómeno ocurre porque las partículas de polvo cósmico no absorben ni dispersan la luz de manera uniforme en todas las longitudes de onda. Absorben con mayor intensidad en el extremo azul del espectro electromagnético y con menos fuerza en el extremo rojo.
Esta variación se conoce como curva de extinción, cuya forma revela información clave sobre la composición del polvo y las condiciones del medio interestelar, como la cantidad de radiación estelar en diferentes regiones del espacio.
Utilizando este principio, Xiangyu Zhang, estudiante de doctorado en el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), y Gregory Green, líder de un grupo de investigación en este centro alemán, han logrado construir el mapa 3D más detallado hasta la fecha sobre las propiedades del polvo en la Vía Láctea.
220 millones de espectros
Para ello, recurrieron a los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), que durante poco más de una década recopiló información precisa sobre más de mil millones de estrellas en nuestra galaxia y en sus vecinas, las Nubes de Magallanes. La tercera entrega de datos de Gaia (DR3), publicada en junio de 2022, incluye 220 millones de espectros, de los cuales 130 millones fueron considerados adecuados para el análisis del polvo interestelar.
Sin embargo, los espectros de Gaia son de baja resolución, lo que dificulta llevar a cabo un análisis detallado. Para superar esta limitación, los astrónomos utilizaron datos del telescopio chino LAMOST, operado por los Observatorios Astronómicos Nacionales de China, que ofrece espectros de alta resolución para el 1% de las estrellas analizadas.
Esta información permitió determinar con mayor precisión características como la temperatura estelar, esencial para clasificar los tipos espectrales.
El color rojo indica las regiones donde la extinción disminuye más rápidamente en longitudes de onda largas (el extremo rojo del espectro), mientras que el azul indica que la extinción depende menos de la longitud de onda. Las regiones con datos insuficientes se muestran en blanco. Los contornos grises encierran las regiones con alta densidad de polvo. Cortesía: X. Zhang/G. Green, MPIA
Los polvos, clave en la formación estelar
A partir de estos datos, Zhang y Green entrenaron a una red neuronal para que generara espectros modelo teniendo en consideración tanto las propiedades de las estrellas como las del polvo cósmico intermedio. Compararon estos modelos con los 130 millones de espectros de Gaia y, mediante técnicas estadísticas bayesianas, lograron deducir las características del polvo interestelar.
Los resultados permitieron la reconstrucción del primer mapa tridimensional detallado de la curva de extinción del polvo en la Vía Láctea. Este avance fue posible gracias a que Zhang y Green lograron medir la curva de extinción en un número sin precedentes de estrellas: 130 millones, frente a estudios previos que solo incluían cerca de un millón.
Pero el polvo cósmico no es solo un obstáculo para la astronomía. También desempeña un papel crucial en la formación estelar, ya que las estrellas nacen dentro de nubes moleculares gigantes protegidas por este polvo de la radiación ultravioleta circundante.
Hidrógeno y helio, en polvo
A su vez, los discos protoplanetarios formados alrededor de estrellas jóvenes contienen los ingredientes esenciales para la formación de planetas. De hecho, dentro del medio interestelar, la mayoría de los elementos pesados más allá del hidrógeno y el helio están atrapados en los granos de polvo.
Los nuevos hallazgos no solo han permitido crear un mapa 3D detallado, sino que también han revelado una propiedad inesperada de las nubes de polvo interestelar. Los astrónomos esperaban que la curva de extinción se volviera más plana en regiones de mayor densidad de polvo, ya que los granos de polvo tienden a crecer y modificar sus propiedades de absorción.
Sin embargo, Zhang y Green se encontraron con lo contrario: en regiones de densidad intermedia, la curva de extinción se vuelve más empinada, lo que indica que las longitudes de onda más cortas son absorbidas con mayor eficacia.
La pareja de científicos sugiere que esta variación podría estar relacionada no solo con el crecimiento de los granos de polvo, sino también con la presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), las moléculas orgánicas más abundantes en el medio interestelar. Curiosamente, los HAP podrían haber desempeñado un papel clave en el origen de la vida.
Para confirmar esta hipótesis, los Zhang y Green han propuesto realizar nuevas observaciones astronómicas en el futuro. ▪️
