Grupo de Sistemas Estelares

Los principales objetivos científicos, que se persiguen dentro del estudio del centro galáctico, son:

• Explicar las características y la historia de formación de las principales estructuras que rodean al agujero negro supermasivo —el disco estelar nuclear y el cúmulo estelar nuclear—, así como investigar su relación con la historia evolutiva de toda la Vía Láctea.
• Investigar la interacción entre las estrellas, los remanentes estelares y el agujero negro supermasivo Sagitario A*.
• Estudiar la formación estelar reciente en esta región, que presenta una densidad de formación de estrellas unas 100 veces mayor que en el resto de la Vía Láctea.

Imagen artística del centro galáctico. Credits: ESA–C. Carreau

Para ello, llevan a cabo trabajos observacionales investigando distintos aspectos de millones de estrellas de la región central de la Vía Láctea, a través de datos de alta resolución angular. En particular, estudian su brillo aparente y color, mediante la técnica de la fotometría; sus espectros de luz, en el infrarrojo cercano y medio, con espectroscopía y; su posición, paralaje y movimiento propio, mediante astrometría.

Estudiar el centro galáctico y su historia es una tarea especialmente complicada, debido, entre otros obstáculos, a la extinción de luz por la gran cantidad de polvo existente entre este y la Tierra y a la alta densidad de estrellas que hacen confundir las diferentes estructuras presentes entre sí. Los miembros del grupo que trabajan en el centro galáctico lideran proyectos en el telescopio espacial James Webb (NASA/ESA/CSA) y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), para obtener nuevos datos de gran precisión que, salven en parte estos obstáculos, y aporten información revolucionaria para su estudio. Estos complementarán los datos de su proyecto GALACTICNUCLEUS, el muestreo más detallado del centro de la Vía Láctea, obtenido con la cámara infrarroja HAWK-I en el VLT.

El objetivo científico principal es:

• Investigar la historia de formación estelar en los discos delgado y grueso, el bulbo y el halo de la Vía Láctea.

Para ello, llevan a cabo trabajos observacionales y teóricos tanto sobre cúmulos estelares, grupos de entre diez y varios miles de estrellas que comparten la misma edad y composición, como sobre otros muchos sistemas de estrellas pertenecientes a distintas estructuras de la Vía Láctea. Emplean datos astrométricos, fotométricos y espectroscópicos, que analizan empleando diversos algoritmos matemáticos propios, junto con modelos detallados de estelar. Estos trabajos les permiten averiguar las edades, la composición química, la posición y la cinemática tridimensional de las estrellas en diferentes entornos galácticos, con los que pueden reconstruir las historias de formación estelar.

El cúmulo globular de estrellas 47 Tucanae. Crédito: ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit

Emplean principalmente los datos proporcionados por la misión espacial Gaia de la ESA, que ha realizado recientemente el mapeado tridimensional de la galaxia más completo hasta la fecha. A pesar de ello, debido al gran tamaño de la Vía Láctea, tan solo cubre un 1% de todas sus estrellas. También colaboran en proyectos con WEAVE, un potente espectrógrafo instalado en el telescopio William Herschel en La Palma (España), y con 4MOST una instalación espectroscópica en el telescopio Vista en Paranal (Chile).

Las galaxias no suelen encontrarse aisladas, sino formando grupos. El Grupo Local, donde se encuentra la Vía Láctea, incluye al menos 134 galaxias, aunque el número exacto es incierto. La Vía Láctea es la segunda más grande tras Andrómeda, y la mayoría de las demás son galaxias enanas que orbitan a estas dos.

Más allá de la Vía Láctea, los objetivos científicos son:

• Investigar la historia completa de formación de sistemas estelares en galaxias enanas del Grupo Local y comprender por qué presentan características tan diversas actualmente.
• Estudiar las características de las órbitas de las galaxias y entender el papel del entorno en su evolución.

El Grupo Local y las galaxias más cercanas. Las imágenes de las galaxias no están a escala. Cr Antonio Ciccolella

Para ello, llevan a cabo un trabajo observacional y teórico. Combinando datos sobre la dinámica de las galaxias con abundancias químicas (quimiodinámica de galaxias) y con la tasa de formación estelar en función del tiempo cosmológico, reconstruyen la historia completa de formación de sistemas estelares. Los datos proceden del Telescopio Hubble (NASA/ESA) y la misión Gaia (ESA) y esperan aprovechar los datos del futuro telescopio espacial Nancy Grace Roman (NASA).

Además, su experiencia incluye el cálculo numérico de trayectorias (integración orbital) y la interpretación de simulaciones de formación de galaxias a gran escala, incluidos proyectos como IllustrisTNG. También cuentan con una sólida experiencia en inteligencia artificial y modelado basado en datos, que aplican para extraer abundancias químicas estelares de los grandes estudios fotométricos J-PAS y J-PLUS, llevados a cabo en el Observatorio Astrofísico de Javalambre en Teruel (España).