Una nueva investigación de astrónomos muestra que el borde exterior de la región de la Vía Láctea responsable del nacimiento de nuevas estrellas puede estar más cerca del centro de la Vía Láctea de lo que predijeron los modelos anteriores. Al determinar con precisión las edades de más de 100.000 estrellas gigantes, un equipo de investigación internacional ha definido claramente por primera vez el "límite" del disco de formación estelar de la Vía Láctea, y ha descubierto que la región donde se produjo la reciente actividad de formación estelar no se extiende tan lejos como se esperaba.

Los modelos existentes de evolución de galaxias generalmente creen que nacerán nuevas estrellas en un "relevo" desde el interior hacia el exterior del disco galáctico, por lo que a medida que aumenta la distancia desde el centro galáctico, la edad promedio de las estrellas debería reducirse gradualmente. Sin embargo, el equipo vio dos tendencias de edad completamente diferentes en los datos de observación: en la región del disco interno de la Vía Láctea, las estrellas se vuelven más jóvenes a medida que avanzan hacia afuera; pero cuando están a unos 40.000 años luz de distancia del centro de la Vía Láctea, esta tendencia se invierte repentinamente y las estrellas exteriores se vuelven más viejas. El resultado es una curva de edad en forma de "U", con las estrellas más jóvenes concentradas alrededor de un radio determinado. Esta estructura se ve como un marcador distintivo del borde exterior del disco de formación estelar de la Vía Láctea.

Karl Fiteni, primer autor del artículo y astrofísico de la Universidad de Insubria, dijo que hasta dónde se extiende el disco de formación estelar de la Vía Láctea siempre ha sido una cuestión abierta en la "arqueología galáctica". Ahora, al mapear la fina distribución de la edad de las estrellas en función del radio, los investigadores finalmente han dado una respuesta cuantitativa y clara. El estudio utilizó dos datos de estudios estelares importantes: LAMOST-DR3 y APOGEE-DR17, combinados con la estimación de distancia de la red neuronal AstroNN y datos astrométricos de alta precisión de Gaia. La selección de muestras se limitó principalmente a estrellas cercanas al plano medio del disco galáctico y con órbitas muy circulares para resaltar al máximo las propiedades intrínsecas del propio disco.

Los investigadores combinaron las edades de las estrellas gigantes con resultados de simulación numérica para dibujar una "huella digital" de la edad de las estrellas de la Vía Láctea en función del radio, lo que muestra claramente que existe un límite estructural significativo entre 35.000 y 40.000 años luz. Esta característica es muy estable en diferentes datos de encuestas y no tiene nada que ver con el conjunto de datos utilizado. El radio correspondiente también es muy consistente con el llamado "radio de ruptura", donde el perfil de densidad de estrellas en el disco de la galaxia está obviamente "roto", lo que se considera como el borde físico del disco de formación de estrellas.

El coautor Joseph Caruana, astrofísico de la Universidad de Malta, señaló que los datos de alta precisión sobre edades estelares disponibles hoy en día se están convirtiendo en una poderosa herramienta para interpretar la historia de la Vía Láctea, empujándonos hacia una "nueva era" en la que se utilizarán edades estelares para reconstruir la historia de la evolución de nuestra propia galaxia. Más allá de este borde del disco, la actividad de formación estelar se ha atenuado significativamente y la densidad de masa del disco continúa disminuyendo, pero las observaciones aún revelan la presencia de una gran cantidad de estrellas, lo que plantea una pregunta clave: si ya casi no se forman nuevas estrellas en el disco exterior, ¿cómo aparecen allí?

La respuesta que dan las investigaciones es "migración radial". Las estrellas pueden "desplazarse" lentamente hacia afuera en el disco galáctico. Este proceso se asemeja vívidamente a "surfear" sobre la onda espiral del disco galáctico: las estrellas son como surfistas que utilizan las olas para llegar a la orilla, agarrando los brazos espirales que atraviesan la galaxia, guiándose para abandonar gradualmente su lugar de nacimiento y avanzar más hacia afuera. Dado que esta migración es lenta y aleatoria, cuanto más lejos está, más tardan las estrellas en completar su migración. Por lo tanto, las estrellas con la edad promedio más alta se reúnen en el lado más externo del área, lejos del "punto mínimo" de edad.

Las observaciones y simulaciones muestran que este "radio de ruptura" no es causado por sesgos estadísticos como diferencias supuestas en la posición del sol o tamaños de muestra insuficientes en otros estudios, sino que es el límite físico real de la estructura del disco de la Vía Láctea. Este resultado respalda la opinión de que la Vía Láctea es una típica galaxia de disco de tipo II (curva descendente), es decir, fuera del radio de ruptura, el número de estrellas es más abundante que en el modelo de disco exponencial simple. Se cree que esta estructura se origina a partir de la competencia entre el truncamiento de la formación estelar y la migración radial, y deja un registro fósil evolutivo en forma de "U" en la distribución de la edad de las estrellas.

Las investigaciones relevantes no sólo perfeccionan aún más nuestra comprensión de la formación y evolución de la Vía Láctea, sino que también proporcionan una regla de referencia importante para comprender otras galaxias de disco. El disco exterior relativamente "tranquilo" de la Vía Láctea en la visión tradicional ha sido representado ahora como una región dinámica que evoluciona bajo la acción conjunta de la migración radial, la resonancia orbital y la formación estelar en gradual decadencia. Sus complejas interacciones gravitacionales continúan remodelando este espacio galáctico que alguna vez se consideró "borroso y soso".