La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada con un diámetro isofotal D25 estimado en 26,8 ± 1,1 kiloparsecs (87.400 ± 3.600 años luz) – sin embargo tiene solo aproximadamente 1.000 años luz de grosor en los brazos espirales. Si aplanaramos un disco tan ancho a ese grosor, las proporciones se vuelven extrañas rápidamente: la galaxia en la que vivimos es mucho más similar a una lámina que a una esfera.
Contiene un estimado de 100 a 400 mil millones de estrellas y al menos tantos planetas, todos orbitando un centro común que los astrónomos solo lograron fotografiar directamente en 2022. Entre el disco visible y el material invisible que lo rodea, la Vía Láctea es más extraña y más grande que la banda de luz tranquila que parece ser desde un patio oscuro.
Dónde Realmente Nos Ubicamos
El Sistema Solar se encuentra a un radio de aproximadamente 27.000 años luz (8,3 kpc) del Centro Galáctico, en el borde interior del Brazo de Orión, una de las concentraciones en forma de espiral de gas y polvo que se retuercen a través del disco. Esto nos coloca bien lejos del centro abarrotado y antes del borde real – una dirección bastante ordinaria en una galaxia de cientos de miles de millones de estrellas.
Lejos del bulto central o borde exterior, la velocidad orbital estelar típica es entre 200 y 220 km/s. Cada estrella en esa zona media, incluyendo el Sol, orbita el Centro Galáctico a aproximadamente ese ritmo, todas encerradas en la misma órbita larga y silenciosa.
Un Agujero Negro Que Finalmente Fotografiamos
Las estrellas en los 10.000 años luz más internos de la Vía Láctea forman un bulto y una o más barras que irradian del bulto, y en el centro absoluto de ese bulto se encuentra algo más extraño que las estrellas. La concentración de masa allí se explica mejor como un agujero negro supermasivo (SMBH) con una masa estimada de 4,1 a 4,5 millones de veces la masa del Sol – un objeto que los astrónomos dedujeran de la moción de las estrellas cercanas décadas antes de verlo directamente.
Eso cambió el 12 de mayo de 2022, cuando la primera imagen de Sagitario A* fue liberada por la Collaboración Event Horizon Telescope. Es la segunda imagen confirmada de un agujero negro jamás producida, después del agujero negro supermasivo de Messier 87 en 2019 – lo que significa que la humanidad ha imaged directamente exactamente dos agujeros negros, y uno de ellos es el que está en el centro de nuestra propia galaxia.
Las estrellas pasan notablemente cerca de él. A partir de 2020, la estrella S4714 es la que tiene el récord de aproximación más cercana a Sagitario A*, a aproximadamente 12,6 UA (1,88 mil millones de km) – casi tan cerca como Saturno se acerca al Sol – mientras viaja a aproximadamente el 8% de la velocidad de la luz. Una estrella que se balancea tan cerca de un agujero negro supermasivo, a una fracción significativa de la velocidad de la luz, es el tipo de física extrema que solo ocurre en el núcleo de una galaxia.
Dos Brazos, No Cuatro
Durante décadas, las ilustraciones de la Vía Láctea mostraban cuatro brazos espirales mayores. Los sondeos infrarrojos han complicado ese cuadro: esta evidencia sugiere que la Vía Láctea posee solo dos brazos estelares mayores, el brazo de Perseo y el brazo de Scutum-Centaurus, con los otros reducidos a estructuras menores. El Brazo de Scutum-Centaurus todavía destaca claramente en los datos – contiene aproximadamente un 30% más de gigantes rojos de lo que se esperaría en ausencia de un brazo espiral, una firma de densidad que la luz visible sola no revela tan claramente.
La barra en el centro de la galaxia tomó su propio camino hacia el reconocimiento. Los astrónomos conjeturaron inicialmente en los años 60 que la Vía Láctea es una galaxia espiral barrada en lugar de una galaxia espiral ordinaria, pero tomó décadas confirmar. Estas conjeturas fueron confirmadas por observaciones del Telescopio Espacial Spitzer en 2005, que mostraron la barra central de la Vía Láctea ser más grande de lo que se pensaba anteriormente – una característica escondida a la vista de todos, oscurecida por el mismo polvo que oculta tanto del centro galáctico de los telescopios de luz visible.
Un Halo Antiguo y Giratorio Lentamente
Más allá del disco, la Vía Láctea lleva un halo de estrellas mucho más antiguas detrás de sí. En el halo estelar, las estrellas tienden a ser antiguas, con la mayoría mayor de 12 mil millones de años, y se mueven muy diferente de las estrellas del disco: las estrellas del halo tienen una dispersión de velocidad radial observada de aproximadamente 200 kilómetros por segundo, pero una velocidad de rotación promedio baja de aproximadamente 50 km/s. Las estrellas del disco orbitan juntas en un flujo rápido y ordenado; las estrellas del halo se deslizan en un enjambre lento y disperso que apenas se ha organizado a sí mismo en más de 12 mil millones de años.
Las simulaciones recientes sugieren que un área de materia oscura alrededor de la Vía Láctea, también conteniendo algunas estrellas visibles, puede extenderse hasta un diámetro de casi 2 millones de años luz (613 kpc). Contando solo lo que brilla, la Vía Láctea tiene alrededor de 87.400 años luz de ancho; contando lo que su gravedad realmente controla, puede extenderse casi 2 millones de años luz. Usando ese corte más amplio de 200 kpc para definir la galaxia, la Vía Láctea es aproximadamente 0,88 trillones de veces la masa del Sol en total (8,8×10^11 masas solares) – la abrumadora mayoría invisible.
Un Satélite Que Ondulló la Galaxia
La Vía Láctea no está sola ni siquiera dentro de su propio alcance gravitacional. La Galaxia Esferoidal Enana de Sagitario, un satélite de la Vía Láctea, tiene aproximadamente 10.000 años luz de diámetro y está actualmente aproximadamente 80.380 años luz de la Tierra, viajando en una órbita polar a una distancia de aproximadamente 50.000 años luz del núcleo de la Vía Láctea. Es una pequeña compañera, viajando sobre los polos de la galaxia en lugar de a través de su disco.
Tan pequeño como es, este satélite ha dejado una marca en toda la galaxia. En 2018, el proyecto Gaia de la Agencia Espacial Europea mostró que la Galaxia Esferoidal Enana de Sagitario había causado perturbaciones en un conjunto de estrellas cerca del núcleo de la Vía Láctea, causando movimientos ondulantes inesperados de las estrellas, desencadenados cuando se movió a través de la Vía Láctea entre 300 y 900 millones de años atrás. Una galaxia enana una fracción del tamaño de la Vía Láctea se acercó lo suficiente, hace cientos de millones de años, para ondular las estrellas cerca de nuestro propio núcleo galáctico – y la ondulación aún era detectable cuando Gaia la buscó.
Cada Estrella, Mapeada Dos Veces
La escala de lo que los astrónomos ahora saben sobre la Vía Láctea debe mucho a una sola nave espacial. La misión Gaia ha expandido el número de estrellas observadas en la Vía Láctea de aproximadamente 2 millones en los años 90 a 2 mil millones – un salto de mil veces en una generación de astronomía, y aún solo una pequeña fracción de los 100 a 400 mil millones de estrellas que se cree que la galaxia contiene.
Una Colisión Lenta Ya en Marcha
El futuro a largo plazo de la Vía Láctea ya está escrito en el movimiento de sus vecinos. La colisión Andromeda-Vía Láctea es una colisión galáctica que puede ocurrir en aproximadamente 4,5 mil millones de años entre las dos galaxias más grandes en el Grupo Local, y la Galaxia de Andromeda se está acercando a la Vía Láctea a aproximadamente 110 kilómetros por segundo, como se indica por desplazamiento al azul.
Cuando suceda, las dos galaxias pasarán una a través de la otra con sorprendentemente poco contacto directo. La Galaxia de Andromeda contiene aproximadamente 1 trillón (10^12) de estrellas y la Vía Láctea aproximadamente 300 mil millones (3×10^11), y aún así, la probabilidad de que dos estrellas choquen es insignificante debido a las enormes distancias entre las estrellas. Dos galaxias de esa escala pasarán una a través de la otra, y el verdadero drama de la fusión se desarrollará casi completamente en el espacio vacío.