La observación de objetos celestes distantes presenta un desafío fundamental para los astrónomos: ¿es realmente una estrella tan rojiza como parece? O, por el contrario, ¿su luz ha pasado a través de una nube de polvo cósmico, alterando nuestra percepción? Para llevar a cabo observaciones precisas, es crucial conocer la cantidad de polvo interestelar que se encuentra entre los observadores y sus objetivos lejanos, ya que este polvo no solo provoca un efecto de «enrojecimiento», sino que también disminuye la luminosidad aparente de las estrellas, fenómeno conocido como «extinción». Este proceso se asemeja a mirar a través de una ventana sucia que distorsiona nuestra visión del universo.
Recientemente, dos astrónomos han publicado un mapa tridimensional que documenta las propiedades del polvo en nuestro entorno galáctico con un nivel de detalle sin precedentes, lo que nos permitirá interpretar mejor nuestras observaciones astronómicas. Este estudio ha sido publicado en la revista Science.
Un nuevo mapa del polvo en la Vía Láctea
Xiangyu Zhang, estudiante de doctorado en el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), y Gregory Green, líder de un grupo de investigación en el mismo instituto y asesor de Zhang, han creado el mapa más detallado hasta la fecha sobre las propiedades del polvo en la galaxia Vía Láctea. Para ello, se han apoyado en los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), un esfuerzo de más de diez años que ha recopilado mediciones extremadamente precisas sobre las posiciones, movimientos y propiedades adicionales de más de mil millones de estrellas en nuestra galaxia y en las Nubes de Magallanes. La tercera liberación de datos (DR3) de la misión Gaia, publicada en junio de 2022, proporciona un total de 220 millones de espectros, de los cuales aproximadamente 130 millones fueron identificados como adecuados para su investigación sobre el polvo.
A pesar de que los espectros de Gaia son de baja resolución, lo que podría limitar la precisión de las observaciones, los investigadores encontraron una solución: para el 1% de las estrellas seleccionadas, contaban con espectroscopía de alta resolución procedente del estudio LAMOST, operado por los Observatorios Astronómicos Nacionales de China. Esta técnica ofrece información confiable sobre propiedades fundamentales de las estrellas, como las temperaturas superficiales, que determinan su «tipo espectral».
Utilizando una red neuronal, Zhang y Green pudieron generar espectros modelo basados en las propiedades de las estrellas y del polvo que las rodea. Compararon estos modelos con los 130 millones de espectros adecuados de Gaia, empleando técnicas estadísticas bayesianas para deducir las propiedades del polvo que se encuentra entre nosotros y esos millones de estrellas.
Los resultados permitieron a los astrónomos reconstruir un mapa tridimensional detallado de la curva de extinción del polvo en la Vía Láctea. Este avance fue posible gracias a la medición de la curva de extinción hacia un número de estrellas sin precedentes, lo que supera con creces los aproximadamente un millón de mediciones de trabajos anteriores.
Además, el polvo interestelar no solo representa un obstáculo para los astrónomos, sino que también juega un papel crucial en la formación de estrellas. Estas últimas se desarrollan en gigantescas nubes de gas, protegidas por el polvo del entorno radiante. Durante su formación, las estrellas están rodeadas de discos de gas y polvo, que son el lugar donde se originan los planetas. De hecho, la mayor parte de los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio se encuentran atrapados en granos de polvo interestelar dentro de nuestra galaxia.
Los nuevos hallazgos no solo han generado un mapa tridimensional preciso, sino que también han revelado propiedades inesperadas de las nubes de polvo interestelar. Se había anticipado que la curva de extinción debería volverse más plana en áreas con mayor densidad de polvo. Sin embargo, los astrónomos descubrieron que, en regiones de densidad intermedia, la curva de extinción se vuelve más pronunciada, lo que implica que longitudes de onda más cortas son absorbidas de manera más efectiva que las más largas. Zhang y Green sugieren que esta acentuación podría ser resultado del crecimiento de una clase de moléculas denominadas hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), los hidrocarburos más abundantes en el medio interestelar, los cuales podrían incluso haber contribuido a los orígenes de la vida. Se proponen continuar investigando esta hipótesis mediante futuras observaciones.
