Planetas errantes y galaxias ocultas: los primeros hallazgos del proyecto que explora el corazón de la Vía Láctea

Observar las regiones más ocultas de la Vía Láctea es uno de los grandes desafíos de la astronomía. Desde nuestra posición dentro del disco galáctico, enormes cantidades de gas y polvo interestelar dificultan la observación de numerosos objetos que se encuentran detrás o en las zonas más densas de nuestra galaxia. Para atravesar esta “neblina” cósmica, el proyecto internacional KMOS VVVX-GalCen Spectroscopic Survey utiliza espectroscopía infrarroja desde uno de los telescopios más avanzados del mundo: el Very Large Telescope (VLT), ubicado en el Observatorio Paranal del Observatorio Europeo Austral (ESO).

Liderado por el Dr. Matías Gómez, director del Instituto de Astrofísica de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Andrés Bello (UNAB), junto al investigador Francisco Nogueras-Lara, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, el proyecto busca caracterizar espectroscópicamente miles de objetos previamente identificados, entre ellos estrellas, cúmulos, planetas errantes y galaxias. El proyecto fue seleccionado por el Observatorio Europeo Austral (ESO) como uno de sus Public Surveys y contempla cerca de 1.300 horas de observación durante tres años.

A pocos meses de haber comenzado las observaciones, el equipo internacional ya cuenta con resultados que muestran el potencial científico del proyecto. “Tenemos bastantes avances, tenemos bastantes respuestas”, dice Matías Gómez.

Planetas que viajan solos por la galaxia

Uno de los resultados que más entusiasma al equipo corresponde a la observación de planetas errantes, objetos que se desplazan por el espacio sin estar ligados gravitacionalmente a una estrella. Su observación constituye una oportunidad poco común, explica el profesor Gomez:

Incluso logramos detectar y obtener espectros de un sistema binario de planetas errantes. Lograr encontrarlo y observarlo en el momento preciso ha sido un aspecto muy bonito de este proyecto, porque no alcanzan a sobrevivir mucho.

Al no orbitar una estrella, los planetas errantes permiten estudiar sistemas planetarios desde una perspectiva diferente, planteando preguntas sobre cómo se forman y cómo pueden terminar desplazándose libremente por la galaxia.

El estudio de estos objetos es una de las seis grandes áreas científicas del KMOS VVVX-GalCen, que también contempla la caracterización de cúmulos estelares, objetos jóvenes y regiones de formación estelar, además del estudio del centro de la Vía Láctea.

Galaxias escondidas detrás de la Vía Láctea

Otro de los resultados que ya está avanzando corresponde a la observación de galaxias previamente desconocidas o no caracterizadas que se encuentran detrás del plano de la Vía Láctea.

En estos casos, la capacidad de KMOS para observar en el espectro infrarrojo resulta fundamental. A diferencia de la luz visible, la radiación infrarroja permite penetrar con mayor facilidad las regiones afectadas por el polvo interestelar, haciendo posible estudiar objetos que permanecen ocultos en otras longitudes de onda:

Hay galaxias que no habían sido caracterizadas y que están detrás del plano de la Vía Láctea, y esas galaxias las estamos observando espectroscópicamente en el infrarrojo por primera vez.

La espectroscopía permitirá determinar características físicas de estos objetos y avanzar en la comprensión de la estructura que existe más allá de las regiones de nuestra galaxia que bloquean nuestra visión. Precisamente, uno de los objetivos generales del sondeo es clasificar galaxias y cúmulos de galaxias ubicados en la llamada “zona de evitación”, revelando estructuras a gran escala que permanecen ocultas tras el plano galáctico.

¿Cómo sobreviven los cúmulos cerca del centro galáctico?

Un tercer foco de resultados corresponde al estudio de cúmulos estelares. El equipo está confirmando y caracterizando cúmulos globulares y abiertos para investigar cómo estos sistemas logran sobrevivir en las condiciones extremas que existen cerca del centro de la Vía Láctea.

La región central de nuestra galaxia presenta un entorno particularmente complejo, con fuertes interacciones gravitacionales y una elevada densidad de estrellas. En ese contexto, los cúmulos pueden perder estrellas progresivamente e incluso llegar a ser destruidos.

“Estamos estudiando cómo es que ellos sobreviven a las condiciones de cercanía al centro de la Vía Láctea”, señala el director del Instituto de Astrofísica UNAB. Gómez agrega que el equipo está avanzando de manera importante en el estudio de procesos como la evaporación de estrellas y la destrucción de cúmulos y asociaciones estelares en las cercanías del plano y del centro galáctico.

Un proyecto que se construye sobre una década de observaciones

Los resultados obtenidos no parten desde cero. El KMOS VVVX-GalCen se construye sobre el legado de los sondeos VVV y VVVX, iniciativas que realizaron un amplio mapeo infrarrojo y de múltiples épocas de la Vía Láctea. Ambos fueron liderados por el astrónomo Dante Minniti, investigador del Instituto de Astrofísica UNAB, y proporcionaron buena parte de los objetos que hoy están siendo estudiados mediante espectroscopía.

Para Minniti, el avance alcanzado durante los primeros meses es especialmente significativo considerando su complejidad.

“Un proyecto de big data como este demanda mucha preparación”, explica el investigador, quien destaca que el equipo debe completar rigurosamente distintas etapas, desde la adquisición de las observaciones y la optimización del manejo de datos hasta el desarrollo de las herramientas necesarias para reducirlos y analizarlos.

El astrónomo también destaca las buenas condiciones observacionales que acompañaron este primer ciclo: “Afortunadamente tuvimos muy buen tiempo durante los primeros cuatro turnos de observación en el telescopio VLT del Observatorio ESO Paranal, y hasta ahora todo ha funcionado muy bien”.

El carácter internacional del proyecto también resulta clave. En él participan decenas de científicos, incluidos estudiantes de doctorado, y los primeros resultados que están llegando a publicación permiten impulsar el trabajo del resto del equipo.

Primer año de observaciones y nuevos descubrimientos en camino

El proyecto se encuentra actualmente cerrando su primer año de turnos observacionales, con seis “runs” realizados y equipos en los que participaron investigadores experimentados con estudiantes y jóvenes investigadores. Además de producir nuevos resultados científicos, esta modalidad ha permitido formar capacidades técnicas y transmitir experiencia en el uso de KMOS directamente desde Cerro Paranal.

“Tenemos un paper aceptado, y hay muchos más que debieran venir en los próximos meses”, adelanta Gómez. A ello se suma la participación de estudiantes de pregrado, postgrado y doctorado, quienes ya están incorporando datos del proyecto en sus investigaciones.

Los primeros resultados son, por tanto, solo una muestra de lo que puede entregar este ambicioso sondeo. Con miles de objetos aún por observar y analizar, el KMOS VVVX-GalCen permitirá seguir explorando algunos de los lugares más difíciles de estudiar de nuestra galaxia y, al mismo tiempo, descubrir objetos y estructuras que hasta ahora permanecían ocultos para los telescopios.

Crédito de imágenes: D. Galdeano / L. Baravalle / C. Villalon