Un grupo de investigadores ha trabajado en una nueva manera de medir la edad de la Vía Láctea. El método, que se apoya en los datos proporcionados por el telescopio Kepler, ha permitido calcular con más exactitud qué edad podría tener nuestra galaxia…

Medir la edad de la Vía Láctea de otra manera

La mayoría de galaxias espirales están formadas por tres grandes elementos. La corona (o halo) y el disco, que puede estar formado por el disco delgado y el disco grueso. En el caso de la Vía Láctea, el disco delgado tiene un espesor aproximado de 1300 años-luz. Pero lo más interesante, es el disco grueso, que está presente en, aproximadamente, las dos terceras partes de las galaxias espirales que podemos observar en el universo. Este segundo disco envuelve al primero y contiene, en nuestro caso, alrededor del 20% de todas las estrellas.

Sismos estelares para medir la edad de la Vía Láctea
La Vía Láctea, y galaxias cercanas, vista por la sonda Gaia. Crédito: ESA/Gaia/DPAC

Se estima que, de ambos, es también el disco más antiguo, especialmente por la composición de sus estrellas, que muestran una metalicidad más baja. Es decir, una menor presencia de elementos más allá del hidrógeno y el helio (que se formaron durante el Big Bang). Todo esto hace que su estudio sea muy interesante para entender la formación de una galaxia. Puede ser la llave para estimar, correctamente, cuál es la edad de una galaxia espiral que se esté observando. Y lógicamente, por ello, es muy útil para medir la edad de la Vía Láctea.

A todo esto, además, le podemos sumar un nuevo ingrediente, al que ha recurrido un grupo de investigadores, para poder realizar esa medición con mayor exactitud. Han utilizado los datos recopilados por el telescopio Kepler (que llegó al final de su misión en noviembre de 2018) en busca de sismos estelares en el disco de la Vía Láctea. Tras analizar los resultados, han llegado a la conclusión de que el disco grueso de nuestra galaxia tiene, aproximadamente, unos 10 000 millones de años. La técnica empleada resulta muy interesante por varios motivos…

El papel de los sismos estelares

En el estudio que han publicado, los investigadores explican cómo han recurrido a la astrosismología para medir la edad de la Vía Láctea. La técnica consiste en analizar las oscilaciones causadas, en una estrella, por un sismo estelar. En este fenómeno, la corteza de las estrellas cambia de forma repentina, de una manera no muy diferente a cómo lo hace la superficie de la Tierra durante un terremoto. Todo ello permite reconstruir la historia de la galaxia, remontándose hasta su formación, que sucedió hace más de 13 000 millones de años.

Las variaciones en el brillo pueden ser interpretadas como vibraciones u oscilaciones dentro de las estrellas, utilizando una técnica llamada astrosismología Crédito: Kepler Astroseismology team.

Un sismo estelar es particularmente útil porque permite a los investigadores analizar el interior de una estrella. Los sismos generan ondas en el interior de la estrella, que provocan que vibren de una forma determinada. La frecuencia puede permitir determinar diferentes propiedades de la estrella, incluyendo su edad. Todos esos cambios son visibles en forma de variaciones de brillo. Algo en lo que el telescopio Kepler era especialmente bueno y que había mostrado algunas discrepancias respecto a la teoría.

Porque, según los modelos sobre la estructura de la Vía Láctea, el disco grueso debería poseer una cantidad elevada de estrellas de poca masa. Sin embargo, no es lo que se observaba en los datos del telescopio. Quizá se debiese a un error en el modelo sobre la estructura de la galaxia. O a un problema en la selección de estrellas. Finalmente, los investigadores han concluido que el error se encontraba en los propios modelos, que suponían que el disco grueso estaba formado por estrellas con una metalicidad, y masa, muy bajas.

La ayuda de la misión K2 para medir la edad de la Vía Láctea

Los datos de la misión K2, llevada a cabo por el telescopio Kepler desde 2013 hasta el final de su funcionamiento, permitió realizar nuevos análisis de la composición química de las estrellas. Así, pudieron ver que la que se suponía en los modelos no era correcta y eso, en consecuencia, provocaba que la estimación de su edad no fuese acertada. Con la ayuda de las observaciones de la astrosismología, fueron capaces de encontrar las discrepancias en los modelos sobre la estructura de la galaxia. El telescopio Kepler hacía una predicción clara.

Concepto artístico del telescopio espacial Kepler en el espacio. Crédito: NASA

Los datos mostraban que el disco grueso contenía estrellas mucho más jóvenes de lo que indicaban los modelos. Aunque el telescopio se diseñó para detectar tránsitos, su sensibilidad era tan grande que podía detectar también las variaciones de brillo provocadas por los sismos estelares. Son cambios muy pequeños, pero que podían ser captados. Por un lado, sirve para comprobar que la misión K2 de Kepler, que surgió por necesidad, después de que parte de su mecanismo fallase, fue muy útil. Por otro indica el valor de la astrosismología.

Es una buena herramienta para calcular la edad de las estrellas. Y todavía queda mucho camino por recorrer. Los científicos todavía están procesando los datos que recogió el telescopio Kepler a lo largo de su misión. Seguirán haciéndolo durante los próximos meses y años. Todo ello permitirá, entre otras cosas, estimar mejor la edad de las estrellas en el disco grueso y, de paso, permitir entender cómo fue la formación y evolución de la Vía Láctea. Especialmente en sus primeras etapas. Está claro que nos queda mucho por descubrir con Kepler…

Estudio

El estudio es S. Sharma, D. Stello, J. Bland-Hawthorn et al.; «The K2-HERMES Survey: age and metallicity of the thick disc». Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 12 de octubre de 2019. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Universe Today