El Sistema Solar flota en medio de una región del espacio peculiarmente vacía.
Esta región de plasma de baja densidad y alta temperatura, de unos 1.000 años luz de diámetro, está rodeada por una capa de polvo y gas neutro más frío y denso. Se llama Burbuja Local, y precisamente cómo y por qué llegó a existir, con el Sistema Solar flotando en el medio, ha sido un desafío explicarlo.
Un equipo de astrónomos dirigido por el Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian (CfA) ahora ha mapeado la Burbuja Local con la mayor precisión hasta el momento, y descubrió que la Burbuja Local probablemente fue tallada en el medio interestelar por una serie de explosiones de supernovas millones de años atrás. hace años que.
Esto es consistente con estudios previos, con un aguijón adicional en la cola: la burbuja local aún en expansión es responsable de las regiones de formación estelar elevada en su perímetro.
“Esta es realmente una historia de origen; por primera vez podemos explicar cómo comenzó toda la formación estelar cercana”. dice la astrónoma Catherine Zucker del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, que realizó la investigación mientras estaba en el CfA.
La burbuja local se descubrió hace relativamente poco tiempo, en las décadas de 1970 y 1980, a través de una combinación de astronomía óptica, de radio y de rayos X. Gradualmente, estos estudios y observaciones revelaron una enorme región unas 10 veces menos densa que el medio interestelar promedio en la galaxia de la Vía Láctea.
Dado que sabemos que las supernovas pueden crear cavidades en el espacio, arrastrando gas y polvo a medida que se expanden, esta parecía una explicación razonable para la burbuja local.
Pero reconstruir cómo y cuándo fue más complicado. Es difícil, por un lado, medir las dimensiones de una región del espacio cuando estás dentro de ella; y doblemente difícil medir un vacío cuando estás rodeado de estrellas brillantes y otros objetos cósmicos.
Zucker y su equipo usaron datos del publicación de datos de Gaia más reciente – un proyecto en curso para mapear las posiciones y movimientos de las estrellas en la Vía Láctea con la mayor precisión hasta el momento – para mapear el gas y las estrellas jóvenes dentro de los 200 parsecs (alrededor de 650 años luz) del Sol.
Descubrieron que todas las estrellas jóvenes y las regiones de formación estelar están en la “superficie” de la burbuja local.
Esto tiene sentido; a medida que una supernova se expande hacia el exterior, golpea y comprime el material en el que se expande. Esto crea nudos densos en el gas molecular que flota en el medio interestelar que colapsan bajo su propia gravedad para formar estrellas bebé.
A continuación, los investigadores realizaron simulaciones y seguimientos de los movimientos de las regiones de formación estelar para modelar la expansión de la Burbuja. Esto les permitió reconstruir su historia, comparando los resultados de sus cálculos con su mapa de la burbuja.
Descubrieron que la historia de la Burbuja comenzó hace unos 14,4 millones de años, primero con un período de nacimiento estelar, seguido por las supernovas de estrellas masivas de corta duración.
“Hemos calculado que alrededor de 15 supernovas se han disparado durante millones de años para formar la burbuja local que vemos hoy”. Zucker explica.
Actualmente tiene un radio de unos 165 parsecs (538 años luz) y todavía se está expandiendo hacia el exterior, aunque con relativa lentitud, a una velocidad de unos 6,7 kilómetros (4 millas) por segundo.
Entonces, ¿por qué el Sistema Solar está en el medio? Bueno, eso es pura coincidencia.
“Cuando estallaron las primeras supernovas que crearon la burbuja local, nuestro Sol estaba muy lejos de la acción”. dice el físico y astrónomo João Alves de la Universidad de Viena en Austria.
“Pero hace unos cinco millones de años, el camino del Sol a través de la galaxia lo llevó directamente a la burbuja, y ahora el Sol se encuentra, solo por suerte, casi justo en el centro de la Burbuja”.
Según los investigadores, esto sugiere que la Vía Láctea probablemente esté llena de burbujas similares, ya que la probabilidad de que esto suceda es muy baja si las burbujas son raras. La idea evoca una Vía Láctea estructurada de manera similar a una esponja de mar, o tal vez una rueda aplanada de queso suizo.
El siguiente paso en esta línea de investigación es tratar de encontrar y mapear las otras burbujas. Sus ubicaciones, tamaños, formas y cómo interactúan entre sí podrían ser pistas que nos ayuden a comprender mejor la formación estelar y la historia evolutiva de la Vía Láctea.
El próximo lanzamiento de datos de Gaia, debido a la caída después en este año, debería resultar extremadamente útil para esto.
“Esta es una increíble historia de detectives, impulsada tanto por datos como por teoría”. dice la astrónoma Alyssa Goodman de la Universidad de Harvard.
“Podemos reconstruir la historia de la formación de estrellas a nuestro alrededor utilizando una amplia variedad de pistas independientes: modelos de supernova, movimientos estelares y mapas 3D nuevos y exquisitos del material que rodea la Burbuja Local”.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.
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