27/08/2022

Dossier Via Làctia: 2 Formes i dimensions de la Via Làctia

La Via Làctia, un magnífic camí d'estrelles al cel nocturn, encara guarda molts secrets. La matèria fosca i l'energia, els forats negres supermassius són temes fascinants per entendre millor la nostra galàxia. 

El nostre sistema solar forma part d'una galàxia espiral molt típica, de la qual n'hi ha milers de milions a l'univers observable. Com que estem a dins, malauradament no podem tenir-ne una visió sinòptica clara, sinó que hem de reconstruir la seva possible estructura, a partir d'un gran nombre d'observacions, en particular pel que fa a la velocitat de rotació de la matèria des del centre.

L'observació de les galàxies exteriors ens ajuda molt a entendre les nostres. Així és possible comparar la Via Làctia amb Messier 83, la imatge del qual es reprodueix a continuació.


Clic per engrandir. La galàxia Messier 83, que es mostra aquí, és molt semblant a la Via Làctia. Crèdit: NASA, ESA i el Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Agraïments: William Blair (Johns Hopkins University) CCO .

Una galàxia com la Via Làctia està formada per diversos sistemes de geometria, cinemàtica, edat i poblacions estel·lars diferents, que permeten rastrejar la seva formació. A la figura següent es mostra un exemple esquemàtic; de dins a fora:

  •     un bulb poc massiu amb geometria esferoïdal al centre;
  •     un disc prim la massa estel·lar del qual domina;
  •     un disc gruixut;
  •     un halo estel·lar esferoïdal molt extens.

A la Via Làctia, el disc prim seria el doble de petit de radi que el disc gruixut, però gairebé tan massiu, segons les últimes estimacions. D'altra banda, el bulb seria gairebé insignificant en massa.


Clic per engrandir. Diagrama dels diferents components estel·lars d'una galàxia espiral típica. Crèdit: Françoise Combes. Infografia en català: Sci-Bit  

La Via Làctia, una galàxia espiral barrada

Hi ha una barra estel·lar a la nostra galàxia (com a M83, vegeu la foto de dalt), que no és excepcional, ja que dos terços de les galàxies espirals estan barrades. Les estrelles que entren en ressonància amb la barra es poden elevar perpendicularment al pla i formen pseudo-bulbs en forma de caixa o de cacauet.

Una imatge obtinguda en infraroig proper, que permet perforar l'enfosquiment de la pols, i així veure el centre de la nostra galàxia (vegeu més avall), revela la barra i el seu pseudo-bulb. Podem veure, per l'efecte de perspectiva, que el costat de la barra que ve cap a nosaltres és més gruixut que el costat simètric que marxa.


Clic per engrandir. Imatge de la Via Làctia obtinguda en infraroig proper pel projecte 2MASS. Crèdit: www.ipac.caltech.edu

El disc gruixut, que té les poblacions d'estrelles més antigues, es va formar molt ràpidament durant la gènesi primerenca de la galàxia, fa entre 9 i 12 mil milions d'anys. La fracció de gas era aleshores molt més alta que avui (al voltant del 30 al 50%); aquest gas és gravitacionalment inestable, la qual cosa el fa molt turbulent, i les estrelles es formen de manera molt violenta. Les galàxies continuen rebent gas dels filaments de matèria que les connecten a la xarxa còsmica. Aquest flux de gas renova el medi interestel·lar de la galàxia, que s'ha consumit en estrelles. Aleshores, la fracció de gas es manté en un nivell molt baix, entre el 5 i el 10% com ara. El component gasós és molt més estable i es manté confinat en un disc prim.

L'halo estel·lar de la Via Làctia

L'halo estel·lar està format essencialment per petites galàxies companyes, que són engolides per la Via Làctia. Gràcies a grans programes d'observació dels colors i la magnitud de milions d'estrelles de la nostra galàxia, és possible identificar corrents estel·lars, les propietats físiques dels quals es distingeixen del conjunt.

Així, s'han observat diversos corrents, en relació amb les interaccions de marea, entre la Via Làctia i petites galàxies satèl·lits. El nana el·líptica de Sagitari va ser un dels primers descobriments, després Ca Major, l'anell de l'Unicorn, etc.

Clic per engrandir. Resultats de la simulació de fusions entre petites galàxies satèl·lit i la galàxia principal central. La paleta d'intensitat blava mostra la densitat d'estrelles a l'halo de la galàxia central. Crèdit: Bullock i Johnston,  The Astrophysical Journal , 2005 

Aquests corrents són tan nombrosos que tot el halo estel·lar es podria haver format únicament a partir de les restes de petites galàxies engolides per la nostra. La simulació que es mostra a dalt mostra dos resultats finals després de la interacció amb petits satèl·lits: els corrents de marea formen bucles i filaments estel·lars característics, com ara remolins i plomalls.

Veure:

Anterior: 1 Els misteris d'una galàxia espiral
Següent: 3 Estructura i components de la galàxia espiral

 

Ho he vist aquí.