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Astrónomos de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China (NAOC), del Observatorio Astronómico de Shangai de la CAS y de la Universidad de Nanjing han revelado la naturaleza bamboleante y acampanada del disco de la Vía Láctea basándose en los datos de LAMOST-Gaia, lo que actualiza nuestros conocimientos sobre la galaxia.
Los resultados se han publicado en la revista Astronomical Journal.
La Vía Láctea es una típica galaxia de disco. En la visión clásica de la Vía Láctea, el disco es simétrico y plano en su conjunto, como una tortita. Las estrellas del disco giran alrededor del centro galáctico, con velocidades radiales y verticales medias que son nulas.
Con la ayuda de los enormes datos de observación proporcionados por los grandes proyectos de prospección de los últimos años, se han hecho patentes cada vez más detalles ocultos en el disco de la Vía Láctea, poniendo en duda la imaginación tradicional sobre nuestra galaxia anfitriona.
"El enorme número de espectros obtenidos por LAMOST y los datos astrométricos de alta precisión publicados por Gaia proporcionan una oportunidad de oro para volver a explorar la estructura del disco", dijo el profesor Zhao Gang, autor correspondiente del trabajo.
Dirigidos por el Dr. Ding Pingjie, primer autor del trabajo, los investigadores seleccionaron ~490.000 gigantes de tipo K de LAMOST DR8 y Gaia EDR3 como trazadores. Descubrieron que en el rango espacial del radio galactocéntrico de 5-15 kpc y 3 kpc por encima y por debajo del plano galáctico, existían bamboleos verticales en las velocidades medias tridimensionales.
Contrariamente a la imagen clásica de que los movimientos estelares se mantienen simétricos en torno al plano galáctico, se observa que las gigantes de tipo K situadas por debajo del plano giran más rápido que las situadas por encima. Mientras tanto, las estrellas del disco interior migran radialmente hacia el disco exterior, mientras que las estrellas del disco exterior muestran movimientos radiales alternos hacia dentro y hacia fuera, con velocidades muy dependientes de la distancia vertical.
Además, un modo de respiración de tipo contracción y un modo de flexión hacia arriba dominan el movimiento vertical del disco exterior. En comparación, en el disco interior solo hay un modo de respiración débil de tipo rarefacción y un modo trivial de flexión hacia abajo.
Los investigadores volvieron a examinar la naturaleza del ensanchamiento del disco estimando la altura de la escala del disco con el elipsoide de velocidad medido. Descubrieron que la altura de la escala aumentaba de forma evidente con el incremento del radio galactocéntrico, lo que daba lugar a una característica de ensanchamiento. Los resultados también indicaron que los discos norte y sur tenían una fuerza de ensanchamiento consistente. También se detectaron estructuras de ensanchamiento similares en algunas galaxias externas, lo que significa que un disco ensanchado podría ser un fenómeno común en las galaxias de disco.
El disco bamboleante sondeado por las gigantes de tipo K de LAMOST-Gaia podría atribuirse a las perturbaciones producidas tanto por subestructuras en el plano (incluyendo los brazos espirales y la barra central) como por perturbadores externos de larga duración (como una galaxia satélite). El mecanismo que subyace a la estructura de ensanchamiento sigue siendo un misterio.
"Este estudio proporciona pistas de gran calidad sobre la estructura y la evolución galáctica. Las observaciones continuas ayudarán a contar una historia más reveladora de la Vía Láctea", afirma Xue Xiangxiang, segundo autor del trabajo.
Fuentes, créditos y referencias:
Ping-Jie Ding et al, Vertical Structure of Galactic Disk Kinematics from LAMOST K Giants, The Astronomical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-3881/ac0892