Tras 11 años en órbita solar, la sonda Gaia de la Agencia Espacial Europea ha completado su cartografía de nuestra galaxia, la Vía Láctea, con una precisión nunca antes alcanzada. Tras sobrevivir a la radiación solar e incluso a los daños causados por los bombardeos de micrometeoritos, Gaia de la ESA ha revolucionado verdaderamente nuestra comprensión de la estructura espiral de la Vía Láctea.
No es una hazaña fácil, teniendo en cuenta que es extremadamente difícil obtener una comprensión completa de una galaxia cuando se la observa desde dentro. Es como intentar comprender la extensión del bosque más grande que uno pueda imaginar desde un sendero a nivel del suelo.
Pero a lo largo de 10,5 años de operaciones científicas, Gaia ha realizado unos tres billones de observaciones de unos dos mil millones de estrellas y otros objetos, según la ESA. En el proceso, ha trazado las posiciones, distancias, movimientos, cambios de brillo, composición y muchas otras características de las estrellas mediante su seguimiento con sus tres instrumentos, señaló la ESA.
«El mapeo multidimensional de Gaia nos ha ayudado a refinar significativamente la relación entre el Sol y su vecindario galáctico», me dijo por correo electrónico Johannes Sahlmann, científico del proyecto Gaia de la ESA. Los modelos actuales basados en datos de Gaia y otros estudios favorecen la presencia de cuatro brazos espirales y un quinto brazo o espolón, ubicado cerca del Sol, dijo.
Gaia también ha reforzado la hipótesis de que nuestra propia estrella enana amarilla se formó mucho más hacia el centro de nuestra galaxia. A lo largo de los 4.600 millones de años de historia de nuestro Sol, se cree que el Sol migró hacia afuera hasta su posición actual, entre los brazos de Perseo y Sagitario de la galaxia.
Lo sabemos porque la composición química de nuestro Sol es más «rica en metales» de lo que esperaríamos si hubiera nacido en su posición actual, me dijo por correo electrónico Jason Hunt, astrofísico de la Universidad de Surrey en el Reino Unido.
Elementos pesados
En general, las estrellas que nacen en la galaxia interior tienen una mayor cantidad de elementos más pesados que las estrellas que nacen en la galaxia exterior, dijo Hunt. Por lo tanto, podemos usar la composición química del Sol para trabajar al revés y averiguar de dónde vino, dijo.
Reconstruir la órbita del Sol y los posibles cambios en el radio orbital es muy difícil, si no imposible, me dijo por correo electrónico Anthony Brown, presidente ejecutivo del consorcio de procesamiento y análisis de datos de Gaia y astrofísico de la Universidad de Leiden en los Países Bajos. Por eso, aunque existe consenso en que las estrellas migran en el disco a lo largo de sus vidas, demostrar que esto es así en el caso del Sol es muy difícil, afirmó.
¿Cómo se formó nuestra galaxia?
Los primeros fragmentos de la Vía Láctea se unieron poco después del Big Bang y ésta fue la primera fase de formación que finalizó con las fusiones, hace aproximadamente 10.000 millones de años, dijo Brown. Esto inició la segunda fase de la formación de la Vía Láctea de la que surgieron los discos delgados y gruesos actuales, dijo. Podemos rastrear el «spin-up» del disco de la Vía Láctea en la forma en que las propiedades promedio de las órbitas estelares cambian como una función del aumento de la metalicidad de las estrellas, dijo Brown.
La Vía Láctea aún enfrenta perturbaciones causadas por colisiones antiguas.
«Sabemos desde los años 50 que el disco de la Vía Láctea está deformado y es asimétrico, pero no sabíamos por qué», afirma la ESA. Gaia ha revelado que esta deformación se debe a una colisión en curso con otra galaxia más pequeña, probablemente la galaxia enana Sagitario, que ha chocado con el disco de nuestra galaxia tres veces en el pasado, señala la agencia espacial. Sagitario ha estado orbitando nuestra galaxia durante 4.000 a 5.000 millones de años y se está desgarrando lentamente durante una fusión en curso, afirma la ESA.
Gaia nos ha mostrado que la formación de estrellas en la Vía Láctea se acelera cada vez que choca con la galaxia enana Sagitario, y que uno de esos períodos coincidió aproximadamente con el momento en que se formó el Sol, dijo Sahlmann. Gaia también descubrió que el Sol está ubicado cerca de una gran estructura ondulatoria de nubes de gas interestelar, la «Onda de Radcliffe», dijo.
Una espiral interior
La galaxia enana de Sagitario se ha ido fusionando lentamente con la Vía Láctea durante los últimos seis mil millones de años y ha «golpeado» nuestra galaxia varias veces a medida que avanza en espiral hacia el centro, dijo Hunt. Esta galaxia enana es «más liviana» de lo que creemos que es necesario para crear el nivel de perturbación que vemos, por lo que el panorama no cuadra del todo, dijo.
¿Que sigue?
El próximo paso será la cuarta publicación de datos de Gaia, prevista para finales de 2026, que abarca los 5,5 años de duración nominal de su misión, dijo Sahlmann. Incluirá todas las mediciones individuales de Gaia para unos 2.000 millones de estrellas y otras fuentes, así como un catálogo de exoplanetas, dijo.
¿En cuanto a una misión de seguimiento?
La ESA está trabajando en la misión GaiaNIR, una versión infrarroja de Gaia que podría ver a través del polvo del disco de la Vía Láctea para mapear muchas más estrellas y hacer una conexión directa entre la formación estelar y la dinámica y estructura de la Vía Láctea, dijo Brown.
GaiaNIR también podría observar otras partes de la Vía Láctea en el espectro óptico. La misión ocupa un lugar destacado en la agenda del programa Voyage2025 de la ESA y, si sigue adelante, su lanzamiento podría tener lugar en algún momento entre 2040 y 2050, afirma Brown. Al repetir las mediciones con una misión posterior, podemos realizar mediciones extremadamente precisas de qué tan lejos se han movido las estrellas en las décadas intermedias comparando y combinando mediciones de Gaia y GaiaNIR, dijo Hunt.
¿El resultado final?
Aunque Gaia se está quedando sin el gas nitrógeno que utiliza para controlar con precisión su movimiento giratorio en el espacio, la nave espacial aún está funcional y está atravesando un período de pruebas técnicas para mejorar sus calibraciones.
Sin embargo, desde su lanzamiento en diciembre de 2013, el tanque de combustible de Gaia se está agotando, según la ESA. Por ello, en unas semanas, Gaia abandonará su órbita actual alrededor del punto de Lagrange 2, gravitacionalmente estable entre la Tierra y el Sol, y se colocará en su órbita heliocéntrica final, lejos de la esfera de influencia de la Tierra, según la ESA.
Gaia se apagará completamente el 27 de marzo, dijo Sahlmann.
