Como todas las galaxias espirales, nuestra Vía Láctea ostenta unos magníficos brazos en espiral. Como estamos en el interior de la galaxia, no tenemos una buena vista de ellos, y todavía nos queda mucho por aprender.

El brazo espiral de Perseo, el más cercano en la Vía Láctea justo por fuera de la órbita del Sol, se encuentra apenas a la mitad de la distancia de nosotros que lo sugerido por algunos resultados previos.

Nuestra galaxia Vía Láctea tal como la vería un observador ubicado muy lejos sobre su plano. Se muestran los brazos espirales conocidos. También se indican las ubicaciones de nuestro sistema solar y de W3OH.Crédito: VLBA

Un equipo internacional de astrónomos que incluye a científicos del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR = Max-Planck-Institut für Radioastronomie) ha logrado recientemente la medición más precisa jamás registrada de la distancia que nos separa del brazo de Perseo.

Para la tarea se utilizó al Conjunto de Línea de Base Muy Larga (VLBA = Very Long Baseline Array), un vasto conglomerado de radiotelescopios de los EE.UU., observando puntos muy brillantes dentro de nubes de gas que contienen alcohol metílico en el material placental que rodea a una estrella recientemente formada que tiene el nombre de W3OH.

El Dr. Xu Ye, un astrónomo del Observatorio de Shanghai que trabaja actualmente en el MPIfR y uno de los miembros del equipo que realizó las mediciones, afirmó que “hemos medido la distancia utilizando el método más simple y directo de la astronomía; esencialmente, la técnica utilizada por los agrimensores y que se denomina triangulación” (N.T.: es decir, el así llamado método del paralaje).

Específicamente, el equipo utilizó el cambiante punto de observación de la Tierra a medida que orbita el Sol para formar uno de los lados del triángulo. Midiendo el cambio en la posición aparente de la fuente, pudieron calcular su distancia por simple trigonometría, obteniendo así el resultado de 6 357 ± 130 años luz.

Distribución de las 10 antenas del VLBA (Very Large Baseline Array) en los EE.UU.Crédito: NRAO / AUI

Este resultado pone punto final al antiguo problema sobre la distancia que nos separa de este brazo espiral. En el pasado, métodos diferentes de medición habían estado en desacuerdo por un factor de 2. El profesor Karl Menten, otro miembro del equipo, dijo que “esto confirma las distancias basadas en la luminosidad aparente de las estrellas jóvenes, pero difiere con las calculadas con un modelo de rotación de la Vía Láctea. La razón para esta discrepancia es que las estrellas jóvenes del brazo espiral de Perseo presentan movimientos inesperadamente grandes”.

Los astrónomos descubrieron que la joven estrella no se está moviendo en una órbita circular alrededor de la galaxia, sino que se desvía de la circular en un 10%. Está rotando más lentamente y “cayendo” hacia el centro de la Vía Láctea. El miembro del equipo Zheng Xing-Wu de la Universidad de Nanking apunta que “la explicación más simple es que la nube de gas a partir de la cual se formó la estrella fue atraída gravitatoriamente por una excesiva masa de material en el brazo de Perseo”.

“Estudios como el nuestro son los primeros pasos para cartografiar con precisión a la Vía Láctea”, dijo el Dr. Mark Reid, un miembro del equipo perteneciente al Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica. “Hemos establecido que el radiotelescopio que utilizamos, el VLBA, puede medir distancias con una precisión sin precedentes, mejor casi en un factor de 100 con respecto a lo que previamente se había logrado”.

Los brazos espirales de la Vía Láctea.

Para tener una idea de esta medición, habría que visualizar a una persona parada en la Luna, sosteniendo una antorcha en su mano con el brazo extendido. Imaginemos entonces que gira alrededor de sí misma como un patinador en el hielo, pero realizando solamente un giro en el curso de un año. La medición de VLBA es equivalente a medir el movimiento de la antorcha con una precisión comparable al tamaño de la antorcha.

La técnica utilizada es la Interferometría de Línea de Base Muy Larga (VLBI = Very Long Baseline Interferometry), en la cual se combinan las observaciones realizadas con muchos telescopios, para lograr la resolución de un telescopio extraordinariamente grande con casi el tamaño de la Tierra. Los telescopios de VLBA se extienden desde Hawai, pasando por los EE.UU. continentales y llegando a la isla de St. Croix, una de las Islas Vírgenes, generando así la resolución de un radiotelescopio de 8 000 kilómetros de diámetro.

Si bien el VLBA tiene una resolución extremadamente alta, requiere para tales mediciones de radiofuentes muy compactas y extremadamente brillantes tales como los masers (un máser es el equivalente en microondas de un láser). Junto con el agua, el metanol es la molécula máser mas extendida que se encuentra en las regiones de formación estelar.

La línea espectral de metanol utilizada para este experimento fue descubierta en el curso de una disertación del profesor Menten en la década de 1980. En 1988, mientras trabajaba con el Dr. Reid, realizaron entre ambos las primeras observaciones de máseres de metanol con el VLBI; en ese entonces el blanco también era W3OH. “Ya soñábamos con observaciones como ésta”, dice Menten.

De hecho, también se han realizado observaciones de máseres de agua en W3OH con el VLBA. Este esfuerzo, liderado por Kazuya Hachisuka de MPIfR, arrojó una distancia similar a la de los máseres de metanol. “¡Una confirmación espléndida!”, dice Hachisuka. Su equipo también incluye a Reid y a Menten, junto a un número de científicos japoneses.

Friedrich Wilhelm Bessel (1784-1846) fue el primero en establecer la distancia de una estrella (61 Cygni) por el método trigonométrico del paralaje.

Las observaciones del metanol son solamente el comienzo de un proyecto a muy gran escala iniciado por Reid y Menten. Con él, determinarán las distancias y movimientos de todos los máseres de metanol a lo largo y a lo ancho de al Vía Láctea. Se le ha otorgado un gran bloque de tiempo de observación con el VLBA.

Además de los movimientos a través del cielo, estas observaciones también registran la velocidad de la estrella ya sea alejándose o acercándose a nosotros, midiendo el corrimiento Doppler de las líneas de metano. Los movimientos tridimensionales resultantes no solamente proporcionarán datos sobre la rotación de la Vía Láctea sino también sobre la invisible materia oscura que según se postula la rodea.

Si bien el método (la simple trigonometría) suena como muy básico, la transformación en resultados prácticos requiere un conocimiento amplio del VLBA y de todos los aspectos de las observaciones, incluyendo un modelo exhaustivo de la atmósfera que afecta las radioondas que llegan desde el espacio. El Dr. Reid ha dedicado muchos años de su vida para llegar al punto en que puedan realizarse programas como éste.

A lo largo de los años este esfuerzo realmente internacional ha sido apoyado por un Premio de Investigación otorgado al Dr. Reid por la Fundación Alexander von Humboldt. La cooperación con el Observatorio de Shanghai es apoyada por un programa conjunto de la Sociedad Max Plank, la Academia China de Ciencias y el Programa Visitante del Instituto Smithsoniano.

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Traducido para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán

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Web Site: Universe Today
Artículo: “Perseus Spiral Arm is Closer Than Previously Thought”
Fecha: Diciembre 15, 2005

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