Así que es hora de confesarse: te he estado mintiendo.
He dicho en muchas ocasiones que nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene un disco plano (como en esta columna o en esta). Pero en realidad no es plano, ni siquiera para una definición razonable del término.
Ahora bien, en mi defensa, no estaba mintiendo per se; Estaba simplificando. Esto es algo perfectamente aceptable e incluso ventajoso en la ciencia. Cuando tienes algo complejo que estás tratando de entender o explicar, ayuda hacerlo lo más simple posible para que las matemáticas y la física sean más fáciles de descifrar. Es como suponer, al principio, que la Tierra es una esfera perfecta o que el sol contiene toda la masa del sistema solar. Una vez que resuelvas las ecuaciones básicas que describen tu modelo simplificado, puedes volver a agregar complejidad gradualmente, pero de una manera que haga que el problema sea manejable.
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Y para ser justos, cuando miras el brillo de la Vía Láctea desde un lugar oscuro, parece plano… plano. Y tenemos muchas galaxias similares y sus discos también parecen planos.
Pero muchos de ellos, tal vez incluso la mayoría, no lo son. Son ondulantes, ondulados y flexibles. Nuestra galaxia se encuentra entre este grupo deformado.
Primero, una breve descripción: la Vía Láctea está clasificada como una galaxia de disco, con una amplia colección circular de estrellas, gas y polvo de unos 120.000 años luz de diámetro. Tiene unos cuantos miles de años luz de espesor, por lo que “plano” es al menos un adjetivo decente para referirse a él. En el centro hay un bulto central de estrellas, y todo está rodeado por un vasto halo de estrellas y materia oscura de aproximadamente un millón de años luz de ancho.
Eso último es importante. Espera un momento y te explicaré por qué.
Sabemos desde hace algún tiempo que, hacia sus bordes, el disco de la Vía Láctea está deformado, ensanchado por un lado y hacia abajo por el otro, como el ala de un sombrero de fieltro. Sin embargo, una investigación publicada en la revista Science en 2019 perfeccionó considerablemente esta idea. El equipo de astrónomos detrás de ese artículo utilizó datos de Gaia, una misión ahora retirada de la Agencia Espacial Europea que cartografió las posiciones, movimientos y distancias de más de mil millones de estrellas. Examinaron específicamente los datos de Gaia para unas 2.400 variables cefeidas: tipos especiales de estrellas que pulsan y cambian su brillo. El tiempo que tarda en cambiar el brillo de una cefeida está relacionado con su luminosidad, la cantidad de energía que desprende. Comparando la luminosidad intrínseca de una cefeida con el brillo de la estrella en nuestro cielo, se puede calcular su distancia.
Al mapear tantas cefeidas en el plano galáctico, los científicos pudieron rastrear la forma general del disco de la Vía Láctea, y la deformación realmente destaca. Nuestra galaxia se parece un poco a un LP de vinilo que ha estado demasiado tiempo expuesto al sol (niños, pregúntenle a sus abuelos).
¿Qué causa tal deformación? Es posible que una colisión con una galaxia más pequeña pueda afectar gravitacionalmente a las estrellas en el disco, un poco como las ondas en un estanque después de que se arroja una piedra. Pero un equipo de astrónomos que publicó su investigación en Nature Astronomy en 2023 tenía una idea muy diferente de lo que ha estado tirando del borde de nuestra galaxia: la materia oscura.
Como mencioné anteriormente, la galaxia está inmersa en un halo de estrellas y materia oscura. Aproximadamente un año antes de su artículo, algunos de los miembros de este equipo, junto con otros astrónomos, descubrieron que el halo estelar no era esférico, como se suponía anteriormente, sino que se alargaba y aplastaba un poco, un poco como una pelota de fútbol americano ligeramente aplanada. También estaba inclinado con respecto al plano de la galaxia.
Postularon que el halo de materia oscura, más difuso y casi invisible, podría tener también la misma forma que el halo estelar. Al modelar los efectos del halo de materia oscura, mucho más masivo, si estuviera estructurado y orientado de manera similar, descubrieron que esto creaba naturalmente un campo gravitacional que tiraba del disco, lo que explicaría no sólo la forma y el tamaño de la deformación sino también su orientación en el disco. Si bien este no es necesariamente un caso cerrado, presentan un argumento bastante sólido.
Pero esa no es la única forma en que el disco de nuestra galaxia está desequilibrado. Una nueva investigación muestra que también es corrugado.
Este mismo año, otro equipo de científicos utilizó datos de Gaia para observar 17.000 estrellas jóvenes (que tienden a formarse justo en el medio del disco de la galaxia) y 3.400 variables cefeidas en una región de la Vía Láctea de decenas de miles de años luz de diámetro. Lo que descubrieron es que, en el disco principal y en las partes exteriores deformadas, hay una onda de arriba a abajo, una estructura muy parecida a la corrugación del cartón grueso.
Es similar a la “ola” que hacen los fanáticos en los juegos deportivos, donde se ponen de pie y se vuelven a sentar en una ola que se mueve alrededor del estadio. En nuestro caso, las estrellas de la galaxia se mueven hacia arriba y hacia abajo con respecto al plano del disco. Como muchas de las estrellas que midieron son jóvenes, los científicos creen que el gas de la galaxia (que forma las estrellas) también se mueve hacia arriba y hacia abajo. Sea lo que sea, es intrínseco a la estructura del disco.
Se desconoce la causa de esta onda, aunque el culpable más probable es, esta vez, una colisión con una galaxia más pequeña. Un culpable potencial, incluso probable, es la galaxia esferoidal enana de Sagitario, un objeto pequeño con una pequeña fracción de la masa de la Vía Láctea. Orbita nuestra galaxia en un bucle casi vertical, sumergiéndose a través del disco a medida que avanza. En 2018, los astrónomos publicaron un artículo en Nature donde encontraron, nuevamente, utilizando datos de Gaia, movimientos ondulatorios en seis millones de estrellas dentro de aproximadamente 10.000 años luz del Sol, similares a las ondas encontradas en el disco exterior. Sugieren que la galaxia Sagitario pudo haber creado estas estructuras la última vez que pasó por el disco, hace varios cientos de millones de años.
El sol también muestra este movimiento; Mediciones cuidadosas muestran que tiene una velocidad vertical mientras orbita el centro galáctico. Esto significa que nuestro sistema solar sube y baja. Y de vez en cuando, se mueve a través del disco, alcanza cierta distancia de él y luego la gravedad del disco lo empuja hacia atrás y el ciclo comienza de nuevo. Este elemento del movimiento de nuestra estrella puede ser parte de esa onda mayor.
Como puedes ver, no mentí antes sobre nuestro disco plano. Simplemente estaba eludiendo detalles que no son necesarios en una discusión sobre la estructura general de la galaxia. Sin embargo, ciertamente vale la pena observar estos efectos adicionales: nos cuentan sobre la historia de nuestra Vía Láctea e incluso pueden revelar cómo el sol también desempeña su papel.