La Vía Láctea

Una experiencia de realidad aumentada

La Vía Láctea es una galaxia en forma de espiral. Se asemeja a otras galaxias espirales en su brillo y en su forma aplanada en las orillas y abultada en el medio.

Se estima que contiene alrededor de 100 a 400 mil millones de estrellas y posiblemente el mismo número de planetas. Se pueden encontrar enanas blancas, estrellas de neutrones y, aproximadamente, 100 millones de agujeros negros. Entre el espacio de las estrellas se encuentra el medio interestelar (ISM, interstellar medium, por sus siglas en inglés) compuesto por gas, pequeños cuerpos sólidos como granos de polvo, de rayos cósmicos (partículas de alta energía), y campos magnéticos. Además, el ISM está inmerso en un campo de radiación producido por todas las estrellas que contiene la galaxia. Adicionalmente, contiene materia oscura.

Se ha calculado que la Vía Láctea tiene un diámetro de 150 mil años luz, rota a una velocidad promedio de 210 km/s, y se mueve a través del Universo a una velocidad de 600 km/s. Para entender la magnitud del tamaño de la galaxia podemos imaginar en escala: si la Vía Láctea tuviese el tamaño de EE.UU., el Sistema Solar sería del tamaño de una moneda de $5 pesos mexicana y el Sol sería tan solo una partícula de polvo. Cabe mencionar que los componentes, las dimensiones y la masa de la Vía Láctea aún no se determinan con exactitud.

El Sistema Solar forma parte de la Vía Láctea y se encuentra ubicado en el Espolón de Orión. El nombre de la galaxia proviene del griego y tiene su origen en la apariencia lechosa o brumosa que las personas en la Antigüedad percibían de ella en el cielo nocturno. El origen cosmogónico del nombre “Vía Láctea” es un antiguo mito en el que Hera (la diosa y reina de los cielos en la Antigua Grecia y esposa de Zeus) esparció leche de su pecho, de manera accidental, cuando alimentaba a Hércules.

En otras culturas se le conocía con un nombre distinto. Por ejemplo, en China se le nombró Río Plateado, y entre las culturas del desierto Kalahari, en el sur de África, se le conocía como la Columna Vertebral de la Noche. En Mesoamérica, se ha considerado que las representaciones pictóricas en algunas bóvedas de los vestigios arqueológicos mayas hacen referencia a la Vía Láctea, también llamado el Monstruo del Cielo.

Estructura de la Vía Láctea

Es el centro de la galaxia donde se encuentra un agujero negro supermasivo (Sagittarius A*), rodeado de un disco de acreción que contiene gases a altas temperaturas.

Para detectar fenómenos generados por el agujero negro, se utilizan herramientas de la astronomía infrarroja y de radioastronomía.

Alrededor del núcleo se encuentra el bulbo de estrellas que tiene forma casi esférica. La mayoría de estas estrellas pertenecen a la llamada Población II, estrellas con bajo contenido de metales y formados hace miles de millones de años (aproximadamente hace 12 mil millones de años). Se presume que varios componentes se originaron de las nubes de gas interestelar formadas poco después de la Gran Explosión.

Con mediciones de la sonda Gaia, se tuvo evidencia más confiable de que la Vía Láctea tiene cuatro brazos: 

  1. El más grande de esos brazos se llama Perseus y fue descubierto en la década de los cincuenta.
  2. El siguiente brazo, por el tamaño, es Centaurus. Se le da ese nombre – debido a que visto desde la Tierra – se encuentra en dirección de la constelación con ese nombre.
  3. El tercer brazo puede verse en la dirección en la que se ubican las constelaciones Sagittarius y Carina.
  4. El último brazo se le conoce como Norma. Sin embargo, este es más conocido, simplemente, como el brazo exterior. 

El Sistema Solar se encuentra dentro de la estructura llamada Espolón de Orión, un brazo incompleto. Dicho brazo cruza el brazo Perseus y conecta los brazos Sagittarius y el exterior. Los espolones son comunes en las galaxias en forma de espiral.

Es el componente más característico de la Vía Láctea. Se extiende como disco aplanado desde el núcleo hacia fuera hasta 60 mil años luz.

Se divide en dos partes: el disco delgado y el disco grueso. El primero está compuesto de polvo y gas de estrellas más jóvenes; el segundo tiene menos gas, menos polvo y estrellas más viejas.

El disco tiene 1,000 años luz de grueso y 120,000 años luz de diámetro.

Halo estelar

Este elemento es el menos comprendido. Se sabe que se extiende más allá de 100 mil años luz desde el centro de la galaxia. Contiene cúmulos globulares, estrellas viejas, nubes gigantes de hidrógeno y materia oscura.

Halo de materia oscura

Su masa es muchísimo más grande que el resto de los componentes de la Vía Láctea. Se hipotetiza que contiene una gran cantidad de materia oscura y que ayuda a la estabilidad de la galaxia.

Los cúmulos globulares son conjuntos de miles a cientos de miles de estrellas que orbitan en el halo y alrededor del bulbo. Se llaman así porque su forma es casi esférica; tienen poca presencia de gas y polvo.

Su luminosidad puede alcanzar el equivalente de un millón de soles. Están formadas por estrellas muy antiguas (Población II), y se calcula que tienen entre 11 mil millones y 13 mil millones de años de haberse formado.

Sus estrellas más brillantes son las gigantes rojas, que logran tener hasta 600 veces mayor luminosidad que el Sol. Algunos cúmulos son visibles desde la Tierra con ayuda de telescopios.

Glosario

Agujero negro

Región del espaciotiempo en donde la gravedad es tan fuerte que nada (ni siquiera partículas o radiación electromagnética como luz) puede escapar de él.

Años luz

Medida de distancia ocupada en la astronomía para medir longitudes en el Universo. Su cálculo se basa en la distancia que la luz atraviesa en el vacío durante un año astronómico, es decir, 9,460,730,472,580 kilómetros.

Astronomía infrarroja

Estudio de objetos astronómicos a través de la radiación infrarroja que estos emiten (principalmente calor, con longitud de onda de 700 nanómetros a 1 milímetro). Las ondas de radiación infrarroja pueden penetrar, parcialmente, el polvo y el gas en el espacio, por ello, este tipo de tecnología permite obtener imágenes más distantes en comparación con la longitud de onda óptica (aquella visible para el ojo humano, de 400 a 700 nanómetros).

Gran Explosión

Teoría propuesta por Georges Lemaître en 1927 para explicar el origen del Universo. Constituye el inicio de la materia, el espacio y el tiempo. Al principio el Universo estaba en un punto inicial de alta densidad y temperatura que formó la materia, el espacio y el tiempo, y luego se expandió. Su nombre fue acuñado en la década de los cincuenta por Fred Hoyle, quien proponía la Teoría del Estado Estacionario, para burlarse de esta teoría sobre la expansión del Universo. Actualmente, es la teoría más aceptada sobre la formación del Universo.

Constelación

Trazos imaginarios entre estrellas que generan figuras a partir de ciertos imaginarios colectivos, cosmovisiones o acuerdos. Las constelaciones ayudan a localizar ciertas estrellas fácilmente.

Disco de acreción

Gas, polvo y otras partículas que forman un disco y se encuentran alrededor de objetos astronómicos cuyo campo gravitacional hace que cualquier material que orbita alrededor de él pierda su movimiento circular y energía mientras cae hacia el centro. El término de acreción se refiere al crecimiento de masa en dicho disco por la captura de material.

Estrella de neutrones

Núcleo desnudo y compacto de una estrella supergigante que se destruyó en una explosión, y que está compuesto únicamente de neutrones. Un neutrón (sin carga eléctrica, de ahí su nombre) forma parte de los componentes de un átomo (en el núcleo se encuentran los protones y neutrones; los electrones están alrededor). Generalmente, tienen un diámetro de unos cuantos kilómetros, pero su densidad es extraordinariamente alta. Otra de sus características son los fuertes campos magnéticos.

Enana blanca

Vestigio del núcleo de una estrella de tamaño pequeño o mediano, compuesta por neutrones. El Sol de nuestro Sistema Solar se convertirá en una enana blanca al morir en 4,500,000,000 años en el futuro.

Gaia

Misión espacial robotizada de la Agencia Espacial Europea (por sus siglas en inglés, ESA), lanzada en 2013. Este proyecto ha revolucionado el estudio de la Vía Láctea, ya que crea un mapa tridimensional muy preciso de la galaxia. Los datos que se han obtenido permiten conocer detalles de la estructura de la galaxia y también hacen posible una reconstrucción de la evolución, pasado y futuro, de la misma a través de miles de millones de años.

Gigante roja

Las estrellas gigantes rojas constituyen una etapa final en la vida de una estrella, especialmente en aquellas de masa media como el Sol. Las gigantes rojas tienen núcleos compuestos de carbono rodeados de hidrógeno.

Galaxia

Sistema de estrellas, planetas, materia interestelar y materia oscura. Se estima que existen miles de millones en el Universo. Aunque cada una de las galaxias varía en cuanto a composición, estructura, tamaño y actividad, su común denominador es que están compuestas de millones a trillones de estrellas. Principalmente, se clasifican en elípticas, irregulares y espirales (como la Vía Láctea).

Materia oscura

Elemento teórico del Universo que, únicamente, ejerce gravedad (no emite luz ni campo magnético). Fue inferida en la década de los treinta por Fritz Zwicky al estudiar conjuntos de estrellas y galaxias, en ese entonces fue llamada materia perdida. Casi cuarenta años después, Vera Rubin y Kent Ford fortalecieron las teorías de su existencia al observar la rotación de galaxias. Hasta la fecha (2022) se desconoce qué es exactamente lo que lo compone.

Datos interesantes sobre la Vía Láctea

Para representar a la Vía Láctea se utilizan los cuadrantes galácticos basados en el sistema galáctico de coordenadas, en el cual el Sol ocupa el centro del sistema. Sigue la lógica de un plano cartesiano, por lo que se encuentra dividido en cuatro cuadrantes.

Antes de los aportes de Harlow Sharpley en 1917, se consideraba que la galaxia era un sistema relativamente pequeño y que el Sol se encontraba en el centro. Ahora se calcula que el diámetro de la Vía Láctea es de 120 mil años luz y que el Sistema Solar se encuentra ubicado a tres cuartos del camino desde el centro hasta el límite del disco galáctico.

Debido al polvo interestelar, muchas áreas empezaron a ser estudiadas cuando se desarrollaron la astronomía infrarroja y la radioastronomía, que utilizan aparatos que emiten ondas más largas que la luz visible.

La Vía Láctea forma parte del Supercúmulo de Virgo, el cual se calcula tiene alrededor de más de 100 galaxias. En el centro se encuentra la galaxia elíptica Messier 87, nombrada así en honor a Charles Messier, un astrónomo francés quien catalogó nebulosas y cúmulos globulares.

Infografía con Realidad Aumentada

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Asesoría

Dr. Mario A. De Leo Winkler
Mtra. Oriana Trejo Álvarez

Referencias

Agencia Espacial Europea (2022a). Gaia Archive Visualisation [Archivo de Visualización de Gaia]. AGENCIA ESPACIAL EUROPEA. https://gea.esac.esa.int/archive/visualization/

_____________________ (2022b). Five fascinating Gaia revelations about the Milky Way [Cinco datos fascinantes sobre la Vía Láctea que reveló Gaia]. AGENCIA ESPACIAL EUROPEA. https://www.esa.int/revelationsMilkyWay

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Galindo, J. (2009). La Astronomía prehispánica como expresión de las nociones de espacio y tiempo en Mesoamérica. Ciencias. 95, 66-71. https://www.redalyc.org/pdf/.pdf

Gekas, V. (2017). The milk of Hera [La leche materna de Hera]. Profesor independiente. http://doi.org/10.13140/RG.2.2.11718.78409.

Hodge, P. (2022). Milky Way Galaxy [La Vía Láctea]. ENCICLOPEDIA BRITÁNICA.  https://www.britannica.com/place/Milky-Way-Galaxy

Loinard, L. (2021). El medio interestelar de las galaxias. En Estructuras de Galaxias (pp. 95 – 106). Centro de Radioastronomía y Astrofísica, Universidad Nacional Autónoma de México. https://www.irya.unam.mx/gente/l.loinard/Galactic-2021/chap5.pdf

Michaud, P. y Pu’uohau-Pummill, K. (s/f). How big is our Universe? An Exploration through the Space and Time [¿Qué tan grande es nuestro Universo? Una exploración a través del Tiempo y Espacio]. En Night sky view. Gemini Observatory. https://lweb.cfa.harvard.edu/howfar

Museo Americano de Historia Natural. (s/f). The Milky Way Galaxy [La Vía Láctea]. MUSEO AMERICANO DE HISTORIA NATURAL. https://www.amnh.org/milkywaygalaxy

Wikipedia (2022). Milky Way Galaxy [La Vía Láctea]. WIKIPEDIA. THE FREE ENCYCLOPEDIA. https://en.wikipedia.org/wiki/Milky_Way

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