El nuevo análisis de datos del satélite europeo Gaia, en el que participan científicos gallegos, aporta inesperados hallazgos, identifica 380 lentes cósmicas y sitúa 150.000 asteroides dentro del sistema solar
07 nov 2023 . Actualizado a las 16:44 h.El mapa más preciso y completo de la Vía Láctea está un poco más cerca. Aunque en realidad es como un gigantesco rompecabezas que se va componiendo con los datos que se van aportando con las observaciones y posterior análisis del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea. La cartografía del universo va tomando forma, y más con las nuevas aportaciones del observador estelar. Acaba de desvelar el hallazgo de medio millón de nuevas y tenues estrellas en un cúmulo enorme, ha identificado más de 380 posibles lentes cósmicas y ha mejorado la posición de más de 150.000 asteroides dentro de nuestro sistema solar.
La misión está brindando una imagen detallada de nuestro lugar en el universo al permitir comprender mejor los diversos objetos que la integran. Y los nuevos datos han traído consigo inesperados hallazgos científicos que van mucho más allá de los descubrimientos para los que Gaia fue diseñado inicialmente. Permiten profundizar en nuestra historia cósmica.
Esta nueva publicación de datos específicos ofrece muchos desconocidos y otros actualizados sobre el espacio que nos rodea. Traen consigo, según la Agencia Espacial Europea, emocionantes e inesperados hallazgos científicos que van mucho más allá de los descubrimientos para los que Gaia fue diseñado inicialmente. Así, esta misión permite profundizar en nuestra historia cósmica.
En la misión participa desde su inicio un equipo de la Universidade da Coruña, liderado por Minia Manteiga, en colaboración con la Universidade de Vigo, que ha desarrollado un software que permite la clasificación de estrellas y otros objetos celestes, aunque en esta ocasión su trabajo se centró en la validación del contenido de los nuevos datos obtenidos. «Comprobamos la calidad científica de la nueva información», explica Minia Manteiga
La tercera publicación de datos (DR3) de Gaia contenía datos sobre más de 1.800 millones de estrellas, brindando con ello una visión muy completa de la Vía Láctea y otras más lejanas. No obstante, la cartografía seguía presentando lagunas. Gaia aún no había explorado por completo las zonas del cielo con grandes concentraciones de estrellas. Así, estas zonas se mantenían comparativamente inexploradas, pasando por alto estrellas que brillaban menos que sus múltiples vecinas.
Los cúmulos globulares son uno de los principales ejemplos de ello. Estos cúmulos son algunos de los objetos más antiguos del universo, lo que los convierte en algo especialmente valioso para los científicos que estudian nuestro pasado cósmico. Por desgracia, sus brillantes núcleos, repletos de estrellas, pueden saturar los telescopios que intentan obtener una visión clara de ellos. Por ello, continúan siendo regiones pendientes de cartografiar en nuestros mapas del universo.
Para rellenar las lagunas presentes en nuestros mapas, Gaia seleccionó Omega Centauri, al tratarse del mayor cúmulo globular que puede verse desde la Tierra, así como de un ejemplo paradigmático de estas agrupaciones. En lugar de centrarse en estrellas específicas, como sería lo normal, el satélite empleó un modo especial para cartografiar en detalle una zona más amplia del cielo que rodea el núcleo del cúmulo cada vez que este aparecía en escena.
«En Omega Centauri descubrimos más de medio millón de estrellas nuevas que Gaia no había visto antes. ¡En un solo cúmulo!», explica la autora principal, Katja Weingrill, del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP, Alemania), y miembro de Gaia Collaboration.
«No se trata solo de rellenar agujeros existentes en nuestra cartografía, aunque esto resulte valioso en sí mismo», añade el coautor y miembro de Gaia Collaboration, Alexey Mints, también del AIP. «Nuestros datos nos permitieron detectar estrellas que están demasiado cerca unas de otras para ser medidas de forma adecuada mediante el proceso habitualmente empleado por Gaia. Gracias a los nuevos datos podemos estudiar la estructura del cúmulo, la forma en que se distribuyen las estrellas que lo componen, el modo en que se mueven y mucho más. De esta forma estamos creando un mapa completo a gran escala de Omega Centauri. Se trata de utilizar todo el potencial de Gaia. Así, hemos sacado todo el partido posible a esta asombrosa herramienta cósmica».
Con este hallazgo se ha superado el potencial previsto de Gaia. El equipo utilizó un modo de observación diseñado para garantizar el buen funcionamiento de todos los instrumentos de Gaia. «No esperábamos utilizarlo nunca con fines científicos. Esto hace que este resultado haya sido aún más emocionante», añade Katja.
Las nuevas estrellas descubiertas en Omega Centauri se encuentran en una de las regiones más densamente poblada que Gaia ha explorado hasta el momento.
En la actualidad, Gaia está explorando ocho regiones más de esta manera, y los resultados se incluirán en la cuarta publicación de datos de Gaia. Estos datos ayudarán a los astrónomos a comprender realmente lo que ocurre en el interior de estos bloques fundamentales del cosmos, algo esencial para los científicos que buscan confirmar la edad de nuestra galaxia, ubicar su centro, averiguar si ha sufrido alguna colisión en el pasado, verificar cómo cambian las estrellas a lo largo de su vida, acotar nuestros modelos de evolución galáctica y, en última instancia, inferir la posible edad del propio universo.
Lentes gravitacionales
Aunque Gaia no fue diseñado para la cosmología, sus nuevos hallazgos se adentran en las profundidades del universo distante, a la caza de objetos elusivos y emocionantes que contienen pistas sobre algunas de las mayores preguntas que la humanidad se formula acerca del cosmos: las lentes gravitacionales.
Las lentes gravitacionales se producen cuando la imagen de un objeto lejano se deforma debido a una masa perturbadora —una estrella o galaxia, por ejemplo— situada entre nosotros y el objeto. Esta masa actúa como una lupa gigante, o lente, capaz de amplificar el brillo de la luz y proyectar en el cielo múltiples imágenes de la fuente lejana. Estas curiosas y poco comunes configuraciones son visualmente intrigantes y poseen un inmenso valor científico, ya que revelan pistas únicas sobre los primeros días y habitantes del universo.
«Gaia es un fantástico buscador de lentes», indica la coautora Christine Ducourant del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (Francia) y miembro de Gaia Collaboration. «Gracias a él, hemos descubierto que algunos de los objetos que vemos no son simplemente estrellas, aunque lo parezcan. En realidad, se trata de cuásares muy lejanos - núcleos galácticos extremadamente brillantes y energéticos alimentados por agujeros negros - vistos a través de una lente gravitacional . Ahora presentamos 381 prometedores candidatos a cuásaresvistos a través de una lente, incluidos 50 que consideramos muy probables. Esto es una mina de oro para los cosmólogos y el mayor conjunto de candidatos jamás publicado de una sola vez».
El equipo identificó los candidatos a partir de una extensa lista de posibles cuásares (incluidos los de la DR3 de Gaia). Cinco de las posibles lentes son potenciales cruces de Einstein, esto es, sistemas con lentes poco habituales con cuatro componentes de imagen distintos dispuestos en forma de cruz.
Encontrar cuásares vistos a través de una lente gravitacional representa todo un reto. Las imágenes que integran un sistema con lente pueden agruparse en el cielo de forma engañosa, y la mayoría se encuentran a mucha distancia, por lo que resultan tenues y difíciles de detectar.
«Lo bueno de Gaia es que mira en todas partes, lo que nos permite encontrar lentes aunque no sepamos a dónde mirar», añade el coautor Laurent Galluccio de la Universidad Côte d'Azur (Francia) y miembro de Gaia Collaboration. «Con esta publicación de datos, Gaia se convierte en la primera misión que sondea todo el cielo a la búsqueda de lentes gravitacionales a alta resolución».
Este valor añadido de Gaia en el campo de la cosmología aporta sinergias con la misión Euclid de la ESA, que se lanzó recientemente para explorar el universo oscuro. Aunque ambas se centran en diferentes partes diferentes del cosmos —Euclid cartografía miles de millones de galaxias, mientras que Gaia cartografía miles de millones de estrellas—, los cuásares descubiertos por Gaia pueden servir de guía para futuras exploraciones con Euclid.
Asteroides, luz estelar apilada y estrellas pulsantes
Otros artículos publicados este martes ofrecen más información acerca del espacio que nos rodea, así como sobre los diversos y a veces misteriosos objetos que éste contiene.
Uno de ellos revela más datos sobre 156.823 de los asteroides identificados previamente, dentro también de la misión. El nuevo conjunto de datos abarca las posiciones de estos cuerpos rocosos durante casi el doble de tiempo del período anterior, lo que permite multiplicar por 20 la precisión en el trazado de sus órbitas, basadas únicamente en las observaciones de Gaia. En el futuro, la DR4 de Gaia -como se conoce la nueva entrega de datos- completará esta serie e incluirá cometas y satélites planetarios, además de duplicar el número de asteroides, mejorando con ello nuestro conocimiento de los pequeños cuerpos presentes en nuestro espacio cercano.
Otro artículo cartografía el disco de la Vía Láctea rastreando tenues señales en la luz de las estrellas, débiles huellas del gas y el polvo que flota entre las mismas. El equipo de Gaia apiló seis millones de espectros para estudiar estas señales, recopilando así un conjunto de datos increíblemente grande de estas tenues señales que nunca antes habían sido medidas en una muestra tan grande. A partir de este conjunto de datos, se espera que los científicos puedan concretar finalmente la fuente de estas señales que, en opinión del equipo, podría ser una molécula orgánica compleja. Saber más sobre su procedencia nos ayuda a estudiar los procesos físicos y químicos, ampliamente interrelacionados y complejos, que operan en toda nuestra galaxia, así como a comprender mejor la materia que se encuentra entre las estrellas.
Por último, pero no por ello menos importante, otro artículo analiza la dinámica de 10.000 estrellas gigantes rojas pulsantes y binarias en la que es, con diferencia, la mayor base de datos de este tipo disponible hasta la fecha. Estas estrellas formaban parte de un catálogo de dos millones de candidatas a estrellas variables publicado en la DR3 de Gaia, y resultan clave a la hora de calcular distancias cósmicas, confirmar características estelares y aclarar el modo en que las estrellas evolucionan en todo el cosmos. Gracias a la nueva publicación, podemos comprender mejor la forma en que estas fascinantes estrellas van cambiando a lo largo del tiempo.
«Esta publicación de datos demuestra aún más el valor fundamental que Gaia aporta, incluso sobre cuestiones para las que no había sido inicialmente diseñado», apunta Timo Prusti, científico del proyecto de Gaia en la ESA.
«Aunque su objetivo principal es observar estrellas, Gaia lo explora todo, desde los cuerpos rocosos del sistema solar hasta los cuásares de imágenes múltiples que se encuentran a miles de millones de años luz, mucho más allá de los confines de la Vía Láctea. La misión nos está aportando una visión realmente única del universo y de los objetos que lo integran, y estamos aprovechando al máximo su perspectiva panorámica de los cielos que nos rodean».
Millones de galaxias y cuásares
La anterior publicación de datos de Gaia, la DR3, tuvo lugar el 13 de junio del 2022. Se trató del estudio más detallado de la Vía Láctea hasta la fecha, que aportaba una gran cantidadde datos sobre extraños «terremotos estelares», estrellas en movimiento asimétrico, ADN estelar y mucho más.Contenía detalles nuevos y ampliados sobre casi dos mil millones de estrellas de la Vía Láctea y, además de incluir los mayores catálogos de estrellas binarias, presentaba miles de objetos del sistema solar, así como millones de galaxias y cuásares.
La próxima publicación de datos de la misión, la DR4 de Gaia, se producirá previsiblemente, como pronto, a finales del 2025. Partiendo tanto de la DR3 de Gaia como de esta publicación intermedia de datos específicos, la DR4 nos permitirá mejorar nuestra comprensión de la Vía Láctea con un enfoque multidimensional. Además, ampliará nuestro conocimiento de los colores, posiciones y movimientos de las estrellas; trazará sistemas estelares variables y múltiples; identificará y caracterizará cuásares y galaxias, y elaborará listas de candidatos a exoplanetas.