Vivimos dentro de la galaxia de la Vía Láctea, y eso es un problema.
Para los científicos, es decir, que quieren entender cómo de grande es nuestra galaxia. ¡Eso es difícil de responder! Debido a que estamos dentro de ella, por ejemplo, gran parte de ella está bloqueada a la vista por nubes opacas de polvo. Además, puede ser difícil hacerse una idea de la extensión y la forma de un objeto en cuyo interior nos encontramos. Si estás en una habitación dentro de una casa, ¿cómo puedes saber lo grande que es la casa?
Felizmente, la naturaleza proporciona pistas. Vemos una banda difusa de luz a través del cielo, y la llamamos la Vía Láctea; en realidad es la luz combinada de miles de millones de estrellas lejanas. Es una línea gruesa, y eso nos dice que gran parte de la galaxia es plana: Estamos dentro de un grueso disco de estrellas, por lo que lo vemos proyectado como una corriente de luz a través del cielo.
También podemos ver una protuberancia de estrellas en el centro, que es real. Los brazos espirales en el disco son más difíciles de detectar, pero las observaciones de radio los muestran claramente, y nos permiten trazar un mapa de la forma y la estructura de la galaxia claro hasta el otro lado. Observando las estrellas que cambian de brillo de forma predecible podemos medir la forma y la extensión del disco, descubriendo que está alabeado (como el borde de un sombrero de fieltro), y que tiene la friolera de 120.000 años luz de diámetro – ¡120 cuatrillones de kilómetros!
El alabeo de la Vía Láctea es obvio cuando las ubicaciones de las estrellas cefeidas se comparan con un mapa de la galaxia vista de canto. El ensanchamiento (engrosamiento del disco con la distancia al centro) también es evidente. Crédito: J. Skowron / OGLE / Observatorio Astronómico de la Universidad de Varsovia
También sabemos que las galaxias como la nuestra están rodeadas por un enorme halo de estrellas y de materia oscura. Esta última está compuesta por no sabemos qué, probablemente una forma exótica de partículas subatómicas, que ejerce su influencia sobre la galaxia a través de la gravedad. En cuanto a la masa, supera con creces lo que llamamos materia «normal» (aunque, si lo pensamos bien, si hay más materia oscura por ahí, debería ser lo que llamamos normal), probablemente por un factor de cinco o más.
¿Pero qué tamaño tiene este halo? Es, con mucho, la estructura más grande de nuestra galaxia, y podría decirse que define el tamaño real de la Vía Láctea, pero es excesivamente tenue o invisible a nuestros ojos, por lo que es difícil obtener su tamaño.
La estructura de la Vía Láctea: Un disco aplanado con brazos espirales (visto de frente, a la izquierda, y de canto, a la derecha), con una protuberancia central, un halo y más de 150 cúmulos globulares. Se indica la ubicación del Sol a mitad de camino. Crédito: Izquierda: NASA/JPL-Caltech; derecha: ESA; diseño: ESA/ATG medialab
Un equipo de astrónomos abordó recientemente esta cuestión. Utilizaron modelos informáticos de cómo se forman y evolucionan las galaxias para ver si el halo de una galaxia como la Vía Láctea tiene un borde natural, algo en lo que se pueda plantar una señal y decir «Aquí es donde termina la galaxia». No es tan sencillo -los halos tienden a desvanecerse gradualmente en lugar de detenerse de forma brusca-, pero utilizando tanto estos modelos como las observaciones de galaxias más pequeñas a nuestro alrededor, encuentran que el halo de la Vía Láctea se extiende hasta 950.000 años luz desde el centro, lo que significa que nuestra galaxia tiene el doble de ese tamaño: 1,9 millones de años luz.
Una nota de precaución, sin embargo; la incertidumbre en esto es de unos ±200.000 años luz. No es preciso. Pero entonces, como dije arriba, no están midiendo realmente un borde.
También fue interesante la forma en que se hizo. En los primeros tiempos del Universo, las galaxias se formaron a partir de nubes de gas y materia oscura. La mayor parte de esta materia estaba dispersa, pero había lugares locales que tenían mayor densidad, por lo que el material gravitaba (literalmente) hacia allí. Una vez que se formó un núcleo de material, el material de más lejos caería dentro, y luego el material de más lejos, y así sucesivamente. Es un proceso de adentro hacia afuera.
El halo se formaría a partir de material bastante lejano. Caería hacia la galaxia naciente, y gran parte de ella volvería a salir. Esto forma dos tipos de bordes del halo. Uno de ellos se denomina «borde de retroceso», en el que el material caería desde el halo y luego volvería a salir; donde se frena hasta detenerse define esa región. La materia se acumula allí porque se mueve lentamente, y por eso justo fuera de ahí se produce una gran caída de la densidad.
Otro borde está más cerca del centro, y se llama la «2ª cáustica». Aquí es donde el material ha caído alrededor de la galaxia un par de veces y se ha asentado un poco (lo que los astrónomos llaman material «virializado»). Los científicos de este nuevo trabajo utilizaron esa segunda para calcular el tamaño de la Vía Láctea, porque el exterior tiende a solaparse con los halos de otras galaxias (como Andrómeda, que está a 2,5 millones de años luz) y también porque comprobaron que esa distancia funciona tanto al modelar la materia oscura como las estrellas.
También observaron el comportamiento de las galaxias enanas de nuestro Grupo Local de galaxias, y descubrieron que las que están más cerca de la Vía Láctea que esta 2ª cáustica tienden a moverse por el espacio a una velocidad diferente que las que están más lejos. Comentan que esto puede ser una coincidencia, pero también podría ser una relación física que tienen con la Vía Láctea gravitatoriamente. Si es así, es una prueba más de que esto es una buena opción para el límite.
Así que ahí lo tienes. Vivimos en un planeta que orbita una estrella a un 40% del camino desde el centro hasta el borde del disco en una galaxia espiral con un halo mucho más grande que abarca casi dos millones de años luz. No es la galaxia más grande que conocemos, pero tampoco es una para estornudar.