La Vía Láctea conserva en burbujas huellas de antiguas supernovas

Inteligencia Artificial aplicada a una encuesta astronómica ha revelado la huella de las burbujas producidas por la explosión de estrellas moribundas en el gas que invade nuestra galaxia.

Los científicos analizaron la estructura filamentosa en la emisión del gas de hidrógeno atómico revelada en el estudio HI4PI, que proporciona la distribución de hidrógeno atómico en todo el cielo más detallada hasta la fecha en la Vía Láctea. Dedujeron que conservaba un registro de los procesos dinámicos inducidos por las antiguas explosiones de supernovas y la rotación de la galaxia. Sus resultados fueron publicados en Astronomy & Astrophysics.

El hidrógeno es el principal componente de estrellas como el sol. Sin embargo, el proceso que conduce a las nubes difusas de hidrógeno gaseoso que se esparcen por nuestra galaxia a ensamblarse en densas nubes a partir de las cuales finalmente se forman las estrellas aún no se comprende por completo.

Una colaboración de astrónomos encabezados por Juan Diego Soler del INAF-IAPS (Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, un instituto de investigación del INAF en Roma) y el proyecto ECOgal ha dado ahora un paso importante para dilucidar el ciclo de vida de la materia prima para formar estrellas.

Soler procesó datos del estudio de cielo completo más detallado de la emisión de hidrógeno atómico en ondas de radio, el estudio HI4PI, que se basa en observaciones obtenidas con el radiotelescopio Parkes de 64 metros en Australia, el radiotelescopio Effelsberg de 100 metros en Alemania, y el Telescopio de 110 metros (GBT) Robert C. Byrd Green Bank en los Estados Unidos.

"Estas observaciones de archivo de la línea de emisión de hidrógeno a una longitud de onda de 21 cm contienen información sobre la distribución del gas en el cielo y su velocidad en la dirección de observación, que combinada con un modelo de la rotación de la Vía Láctea indica la distancia de las nubes emisoras", dice en un comunicado Sergio Molinari del INAF-IAPS, investigador principal del proyecto ECOgal.

Para estudiar la distribución de las nubes de hidrógeno galáctico, Soler aplicó un algoritmo matemático comúnmente utilizado en la inspección y análisis automático de imágenes de satélite y videos en línea. Debido al tamaño de estas observaciones, hubiera sido imposible hacer este análisis a simple vista.

El algoritmo reveló una red extensa e intrincada de objetos o filamentos delgados como hilos. Se descubrió que la mayoría de los filamentos en la parte interna de la Vía Láctea apuntaban en dirección opuesta al disco de nuestra galaxia.

"Estos son probablemente los restos de múltiples explosiones de supernovas que barren el gas y forman burbujas que estallan cuando alcanzan la escala característica del plano galáctico, como las burbujas que alcanzan la superficie en una copa de vino espumoso", dice Ralf Klessen.

Klessen también es investigador principal del proyecto ECOgal, cuyo objetivo es comprender nuestro ecosistema galáctico desde el disco de la Vía Láctea hasta los sitios de formación de estrellas y planetas. "El hecho de que veamos principalmente estructuras horizontales en el exterior de la Vía Láctea, donde hay una fuerte disminución en el número de estrellas masivas y, en consecuencia, menos supernovas, sugiere que estamos registrando la entrada de energía y momento de las estrellas que dan forma al gas en nuestra galaxia", dice el astrónomo con base en el Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg en Alemania.

"El medio interestelar, que es la materia y radiación que existe en el espacio entre las estrellas, está regulado por la formación de estrellas y supernovas, siendo estas últimas las violentas explosiones que se dan durante las últimas etapas evolutivas de las estrellas que son más de diez veces más masivo que el sol", dice Patrick Hennebelle, quien junto con Klessen coordina el trabajo teórico en el proyecto ECOgal.

"Las asociaciones de supernovas son muy eficientes para sostener la turbulencia y levantar el gas en un disco estratificado", aclara el investigador del Departamento de Astronomía del CEA/Saclay en Francia. "El hallazgo de estas estructuras filamentosas en el hidrógeno atómico es un paso importante para comprender el proceso responsable de la formación de estrellas a escala galáctica".

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