Un satélite ha cartografiado 1.700 millones de estrellas con precisión 3D

El satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea ha cartografiado en 3D más de mil millones de estrellas brillantes, flotando en el firmamento mientras nuestra Tierra y nuestra galaxia giran. El miércoles, los científicos publicaron un enorme catálogo de datos del ambicioso proyecto, el segundo con dicha información hasta ahora. En él hay detalles sobre el paradero de las casi 1.700 millones de estrellas, más de siete millones de los cuales se han determinado con una precisión exquisita.

«Llevamos 20 años esperando esta publicación», afirma Amina Helmi, del Instituto Astronómico de Kapteyn en la Universidad de Groningen.

Señalar las ubicaciones de las estrellas en el firmamento puede no parecer la tarea más difícil; al fin y al cabo, ¿acaso no llevamos dibujando los cielos desde antes de la invención de la escritura? Pero Gaia no solo ha hecho eso. También ha tomado medidas muy precisas de las distancias de esas estrellas, lo que significa que ahora los astrónomos tienen un cofre del tesoro de información que están deseosos de abrir y analizar. Ya hay más de una docena de estudios programados para su publicación en Astronomy & Astrophysics, los astrónomos se reunirán en el Flatiron Institute en Nueva York para empezar a repasar los datos y los equipos se apresurarán para extraer perlas de información de los mismos que podrían responder a algunas de las preguntas más cruciales sobre el universo.

Entre las historias que nos pueden contar los datos de Gaia están la evolución de la Vía Láctea hasta su configuración actual, el ritmo al que se está expandiendo el universo local, cómo de habituales son los planetas grandes, si hay o no pruebas de tecnología extraterrestre avanzada y qué ocurre en los casi 14.000 asteroides de nuestro sistema solar.

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¡Madre mía, está lleno de estrellas! ¿Cómo sabemos a cuánta distancia están?

El satélite Gaia, lanzado en 2013, lleva observando el firmamento y realizando múltiples tareas de una forma que nunca había hecho ningún telescopio. Una de sus tareas es medir los movimientos de las estrellas, que los astrónomos pueden usar para determinar geométricamente su distancia (el truco está en conseguir cartografiar esos movimientos con la precisión suficiente para permitir las matemáticas necesarias, algo que puede hacer el agudo ojo de Gaia). Estos datos contienen los movimientos precisos de 7 millones de estrellas en 3D y los movimientos en 2D de casi 1.400 millones. El equipo planea publicar su conjunto de datos final en 2020, que también incluirá información sobre los rastros químicos particulares de dichas estrellas.

¿Y qué hay de desentrañar el pasado de la Vía Láctea?

Como mencionamos, los datos de Gaia tendrán un gran impacto en nuestro conocimiento sobre las estrellas, los planetas y nuestra galaxia. Algunas de sus aportaciones más interesantes serán en el campo de la arqueología galáctica, o el empleo de los movimientos y propiedades de las estrellas para reconstruir la historia evolutiva de nuestra galaxia.

«En los movimientos de las estrellas hay una memoria preservada de su origen», explica Helmi, señalando que las estrellas que se mueven juntas por el espacio comparten un pasado común. Si trazan los viajes de esos grupos estelares, los científicos pueden retroceder en el tiempo y averiguar cuándo y cómo ocurrieron las numerosas colisiones que esculpieron nuestra galaxia.

En particular, Helmi y sus colegas observan las estrellas del halo de la galaxia, aquellas que comprenden galaxias enanas en órbita, corrientes estelares y otros desechos de acumulaciones cósmicas. Además, los movimientos de dichas estrellas indican la presencia y la densidad de la materia oscura, la sustancia invisible en la que está incrustada nuestra galaxia pero que evita la detección directa.

«Podemos usarlos, junto con los cúmulos globulares, las galaxias enanas y las corrientes, para averiguar cómo se distribuye la materia oscura por el espacio», explica.

¿Y qué hay del universo en expansión?

Bueno, además de ayudarnos a entender algo más sobre la galaxia en la que vivimos, los datos del Gaia ayudarán a los científicos a averiguar la rapidez a la que se expande el universo local. Desde los 90, sabemos que el ritmo de expansión se está acelerando, pero el ritmo exacto es un poco confuso. Gaia ayudará a los científicos a concretar una cifra llamada constante de Hubble, una medida de dicha expansión, al proporcionar un conjunto abundante de indicadores cósmicos que los científicos pueden usar para medir las distancias. En el universo local, estos indicadores son estrellas variables Cefeidas, que pueden emitir pulsos periódicamente y comparten el mismo brillo intrínseco. Comparando el brillo observado de las Cefeidas distantes con su brillo esperado, los astrónomos pueden averiguar la distancia a la que se encuentran.

Hasta ahora, los astrónomos han estimado dichas distancias usando datos de 10 estrellas variables de periodo largo y muy estudiadas de la Vía Láctea. Gaia ha aumentado el tamaño de la muestra de calibración a más de 50, lo que significa que los equipos pueden mejorar enormemente sus medidas de las distancias a las galaxias locales. A partir de aquí, pueden usar las Cefeidas para construir el próximo peldaño de la escalera de las distancias, que depende de un tipo particular de explosión estelar llamada supernova de tipo Ia, visible a miles de millones de años luz.

«Determinar el brillo intrínseco de las Cefeidas es la parte fundamental que Gaia nos ha ayudado a conseguir», afirma David Jones, de la UC Santa Cruz. «Como podemos calibrar las Cefeidas y las supernovas de tipo Ia, tenemos distancias precisas de gran parte del universo observable».