Fascinación por la tecnología
La Vía Láctea es mucho más antigua de lo que se pensaba

27-08-2024

Fuente: Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam | Traducción de IA

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En la sección “Admirando la tecnología”, cada semana presentamos impresionantes proyectos de I+D a diseñadores. Hoy: Cómo el aprendizaje automático está revisando la historia de la formación de la Vía Láctea.

El aprendizaje automático arroja nueva luz sobre la historia de la formación de la Vía Láctea: un sorprendente descubrimiento sobre la evolución de nuestra galaxia, basado en datos de la misión Gaia, ha revelado una gran cantidad de estrellas antiguas en órbitas similares a las de nuestro Sol. Estas estrellas formaron el delgado disco de la Vía Láctea menos de mil millones de años después del Big Bang, varios miles de millones de años antes de lo que se pensaba anteriormente.

La Vía Láctea consta de un gran halo, un abultamiento y una barra centrales, un disco grueso y un disco delgado. La mayoría de las estrellas están ubicadas en el llamado disco delgado de la Vía Láctea, y siguen una rotación ordenada alrededor del centro galáctico. Las estrellas de mediana edad, como nuestro Sol, de 4.600 millones de años, pertenecen al disco delgado, que se cree que se formó hace entre 8 y 10 mil millones de años.

¿Qué hay detrás de la arqueología húngara?

Comprender cómo se formó la Vía Láctea es un objetivo importante de la arqueología galáctica. Para ello se necesitan mapas detallados de la galaxia que muestren la edad, la composición química y los movimientos de las estrellas. Estos mapas, conocidos como mapas cronoquímico-cinéticos, ayudan a comprender la historia de nuestra galaxia. Crear estos mapas detallados es un desafío porque requiere grandes conjuntos de datos de estrellas con edades conocidas con precisión.

Un enfoque común para este desafío es estudiar estrellas antiguas y pobres en metales que brindan una ventana a los primeros días de la Vía Láctea. Se sabe que las estrellas pobres en metales son antiguas porque estuvieron entre las primeras estrellas en formarse cuando el universo todavía estaba compuesto en gran parte por hidrógeno y helio, antes de que generaciones posteriores de estrellas generaran y distribuyeran muchos elementos más pesados.

Las estrellas antiguas en el disco indican que la formación del delgado disco de la Vía Láctea comenzó mucho antes de lo que se pensaba, hace entre cuatro y cinco mil millones de años.

Sameer Nepal, AIP

Conjunto de datos de la misión Gaia utilizado

Utilizando un conjunto de datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, un equipo internacional dirigido por astrónomos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam estudió estrellas en la circunferencia del Sol, a unos 3.200 años luz alrededor del Sol. Descubrieron un número sorprendente de estrellas muy antiguas en órbitas de discos delgados; La mayoría de ellos tienen más de 10 mil millones de años y algunos tienen más de 13 mil millones de años. Estas estrellas antiguas muestran una amplia gama de composiciones metálicas: algunas son muy pobres en metales (como se esperaba), mientras que otras tienen el doble de contenido metálico que nuestro Sol más joven, lo que sugiere un rápido enriquecimiento metálico en la etapa inicial de la evolución de la Vía Láctea.

“Estas estrellas antiguas en el disco indican que la formación del delgado disco de la Vía Láctea comenzó mucho antes de lo que se pensaba, hace entre cuatro y cinco mil millones de años”, explica Sameer Nepal, del Instituto de Astrofísica y autor principal del estudio. “Este estudio también muestra que nuestra galaxia experimentó una intensa formación de estrellas en épocas tempranas, lo que condujo a un enriquecimiento muy rápido de metales en el interior y a la formación de discos. Este descubrimiento es consistente con la línea de tiempo de la formación de discos en la Vía Láctea con la línea de tiempo de alto corrimiento al rojo. Galaxias Observadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Radiotelescopio Milimétrico Grande de Atacama (ALMA), los resultados sugieren que los discos fríos pudieron formarse y asentarse muy temprano en la historia del universo, proporcionando nuevos conocimientos sobre la evolución de galaxias.

La investigación utiliza técnicas avanzadas de aprendizaje automático.

“Nuestro estudio sugiere que el delgado disco de la Vía Láctea puede haberse formado mucho antes de lo que pensábamos, y que su formación está estrechamente relacionada con el enriquecimiento químico temprano en las regiones internas de nuestra galaxia”, explica Cristina Chiappini. “La combinación de datos de diferentes fuentes y la aplicación de técnicas avanzadas de aprendizaje automático nos ha permitido aumentar la cantidad de estrellas con parámetros estelares de alta calidad, un paso crucial que llevó a nuestro equipo a estos nuevos conocimientos”.

Se analizaron más de 800 mil estrellas

Estos resultados fueron posibles gracias a la tercera publicación de datos de la misión Gaia. El equipo analizó los parámetros estelares de más de 800.000 estrellas utilizando un nuevo método de aprendizaje automático que combina información de diferentes tipos de datos para obtener parámetros estelares mejorados con alta precisión. Estas mediciones precisas incluyen gravedad, temperatura, contenido de metal, distancias, movimiento y edades de las estrellas.

En el futuro, se utilizará un procedimiento de aprendizaje automático similar para analizar millones de espectros recopilados durante el estudio 4MIDABLE-LR utilizando el Telescopio Espectroscópico Multiobjeto de 4 metros (4MOST), que comenzará a funcionar en 2025.