Los brazos de la Vía Láctea

Hace años, con mi amigo Facundo Vital, fuimos al Anfiteatro del río Limay a fotografiar la Vía Láctea:

Facundo me preguntó: "¿Cuántos brazos tiene la Vía Láctea?" Le contesté: cuatro, o más, o dos, no se sabe. ¿Cómo que no se sabe? ¿Qué están haciendo los astrónomos, que no saben la forma de nuestra propia galaxia?

Es que es muy difícil. Vivimos dentro de la Vía Láctea, y si bien es relativamente fácil darse cuenta de que es una enorme colección de estrellas de forma achatada (la vemos formando una banda en el cielo, como se ve en mi foto), no podemos verla desde afuera para saber exactamente cómo están distribuidas. Para lograrlo, lo mejor sería medir la distancia a muchísimas estrellas y otras estructuras brillantes, tales como cúmulos, púlsars, regiones de formación estelar, etc, para poder hacer un mapa. Así se fueron descubriendo estructuras que corresponden a los brazos que vemos en otras galaxias achatadas, y fueron conformando un mapa aproximado. La siguiente es una versión artística razonablemente moderna:

Esta representación es de alrededor del 2015, y es más o menos aceptada. Muestra dos brazos prominentes, el de Scutum-Centauro, que desde nuestra perspectiva vemos desaparecer detrás del centro galáctico, y el de Perseo, que sale de la otra punta de la barra central y nos pasa "por detrás". Pero también se ve que hay otros dos brazos entre estos: el Exterior (por fuera del de Perseo, y que sería la continuación del de Norma) y el de Sagitario-Carina (no tiene nombre en la imagen, pero está ahí, justo fuera del de Sct-Cen). Hay astrónomos que le dan a los cuatro la misma relevancia, no como en la ilustración. Y ojo que los astrónomos no están de acuerdo ni siquiera en los nombres de estas estructuras (salvo el brazo de Perseo, que parece universalmente aceptado).

También hay bracitos chiquitos: el brazo Local, o Espolón de Orión, donde está nuestro sistema solar, es el mejor conocido, pero debe haber más, y probablemente muchos, distribuidos entre los otros. He aquí un mapa de los de nuestra región:

Con la publicación del tercer catálogo del telescopio Gaia los mapas empiezan a ser cada vez más precisos. Este año se publicaron dos trabajos que muestran la densidad de la galaxia basada en un enorme conjunto de cientos de miles de estrellas jóvenes y brillantes con posiciones bien medidas. Este es uno de los mapas:

Las estrellas individuales no están aquí, sino que sus posiciones están usadas para contruir una escala de densidad. Las regiones de mayor densidad son las rojas, y se ve que están organizadas en bandas, que son los brazos cruzando la región observada (unos 15000 años luz alrededor del Sol). Las crucecitas son las posiciones de másers, una clase de objetos fáciles de medir que se han usado en mapas anteriores. Los brazos tradicionalmente reconocidos serían las líneas negras, de izquierda a derecha: Exterior, Perseo, Local (u Orión), Sagitario-Carina y Scutum-Centauro. Se ve que no coinciden muy bien con las bandas rojas de mayor densidad. Por ejemplo, la línea a rayas indica que, según este nuevo estudio, el brazo de Perseo parece tener una dirección distinta de la aceptada anteriormente. También se ve que el brazo Local, que en general se considera muy cortito, es posiblemente el doble de largo que lo aceptado. 

Como se ve, no es fácil zanjar estas cuestiones estando dentro de la estructura espiral, que además está lejos de ser nítida y prolija. Gaia sigue midiendo, y habrá un cuarto catálogo, y tal vez más, y los mapas seguirán mejorando. De hecho, hoy en día, el principal obstáculo para entender la estructura de la galaxia es la inmensa cantidad de información que estamos acumulando. Necesitamos una verdadera Hitchhiker's Guide to the Galaxy. Mientras tanto, de lo que sí estamos seguros es que, desde adento, la visión es majestuosa.

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Los papers nuevos son dos del mismo grupo:

Poggio et al., Galactic spiral structure revealed by Gaia EDR3, A&A 651:A104 (2021).

Zari et al., Mapping luminous hot stars in the galaxy, arXiv:2102.08684v1.

El mapa de los másers, también muy reciente y muy respetado, está descripto en:

Reid et al., Trigonometric parallaxes of high-mass star-forming regions: Our view of the Milky Way, The Astrophysical Journal 885:131 (2019).

La ilustración de la Vía Láctea es de Robert Hurt (hecha para un mapa basado en fuentes infrarrojas del telescopio espacial Spitzer). 

Las fotos son mías. La figura de los spurs es del excelente sitio Galaxy Map, de Kevin Jardine.