Los astrónomos han descubierto más de 200 estrellas variables distantes conocidas como estrellas RR Lyrae en el halo estelar de la Vía Láctea. La más distante de estas estrellas se encuentra a más de un millón de años luz de la Tierra, casi la mitad de la distancia a nuestra galaxia vecina, Andrómeda, que está a unos 2,5 millones de años luz.
Las pulsaciones y el brillo característicos de las estrellas RR Lyrae las convierten en excelentes "candelas estándar" para medir distancias galácticas. Estas nuevas observaciones permitieron a los investigadores trazar los límites exteriores del halo de la Vía Láctea.
"Este estudio está redefiniendo lo que constituyen los límites exteriores de nuestra galaxia --afirma Raja Guha-Thakurta, profesor y catedrático de astronomía y astrofísica de la Universidad de California Santa Cruz (Estados Unidos)--. Nuestra galaxia y Andrómeda son ambas tan grandes que apenas hay espacio entre las dos galaxias".
GuhaThakurta explica que el componente del halo estelar de nuestra galaxia es mucho mayor que el disco, que tiene unos 100.000 años luz de diámetro. Nuestro sistema solar reside en uno de los brazos espirales del disco. En medio del disco hay una protuberancia central, y a su alrededor está el halo, que contiene las estrellas más antiguas de la galaxia y se extiende cientos de miles de años luz en todas direcciones.
"El halo es la parte más difícil de estudiar porque los límites exteriores están muy lejos --apunta GuhaThakurta--. Las estrellas son muy escasas en comparación con las altas densidades estelares del disco y el bulbo, pero el halo está dominado por la materia oscura y en realidad contiene la mayor parte de la masa de la galaxia".
Yuting Feng, estudiante de doctorado que trabaja con GuhaThakurta en la UCSC, dirigió el nuevo estudio y presentará sus hallazgos en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana.
Según Feng, estudios previos habían calculado que el halo estelar debía extenderse hasta unos 300 kiloparsecs o 1 millón de años luz desde el centro galáctico. Las 208 estrellas RR Lyrae detectadas por Feng y sus colegas se encontraban a distancias comprendidas entre 20 y 320 kiloparsecs.
"Pudimos utilizar estas estrellas variables como trazadores fiables para precisar las distancias", afirma Feng. "Nuestras observaciones confirman las estimaciones teóricas del tamaño del halo, por lo que es un resultado importante".
Los hallazgos se basan en datos del Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS), un programa que utiliza el Telescopio Canadá-Francia-Hawaii (CFHT) para estudiar un cúmulo de galaxias mucho más allá de la Vía Láctea. El sondeo no fue diseñado para detectar estrellas RR Lyrae, por lo que los investigadores tuvieron que desenterrarlas del conjunto de datos. El Cúmulo de Virgo es un gran cúmulo de galaxias que incluye la galaxia elíptica gigante M87.
"Para obtener una exposición profunda de M87 y las galaxias que la rodean, el telescopio también capturó las estrellas en primer plano en el mismo campo, por lo que los datos que utilizamos son una especie de subproducto de ese estudio", explica Feng.
Según GuhaThakurta, la excelente calidad de los datos del NGVS permitió al equipo obtener la caracterización más fiable y precisa de las RR Lyrae a estas distancias. Las RR Lyrae son estrellas viejas con propiedades físicas muy específicas que hacen que se expandan y contraigan en un ciclo que se repite con regularidad.
"La forma en que varía su brillo se parece a un electrocardiograma -son como los latidos del corazón de la galaxia-, de modo que el brillo sube rápidamente y baja lentamente, y el ciclo se repite perfectamente con esta forma tan característica --explica GuhaThakurta--. Además, si se mide su brillo medio, es el mismo de una estrella a otra. Esta combinación es fantástica para estudiar la estructura de la galaxia".
El cielo está lleno de estrellas, algunas más brillantes que otras, pero una estrella puede parecer brillante porque es muy luminosa o porque está muy cerca, y puede ser difícil notar la diferencia.
Los astrónomos pueden identificar una estrella RR Lyrae a partir de sus pulsaciones características y, a continuación, utilizar su brillo observado para calcular a qué distancia se encuentra. Sin embargo, los procedimientos no son sencillos. Los objetos más lejanos, como los cuásares, pueden pasar por estrellas RR Lyrae.
"Sólo los astrónomos saben lo penoso que es obtener trazadores fiables de estas distancias --indica Feng--. Esta robusta muestra de estrellas RR Lyrae distantes nos proporciona una herramienta muy poderosa para estudiar el halo y poner a prueba nuestros modelos actuales del tamaño y la masa de nuestra galaxia".
Este estudio se basa en observaciones obtenidas con MegaPrime/MegaCam, un proyecto conjunto de CFHT y CEA/IRFU, en el Telescopio Canadá-Francia-Hawaii (CFHT), operado por el Consejo Nacional de Investigación (NRC) de Canadá, el Institut National des Sciences de l'Univers del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Francia y la Universidad de Hawai.
