Los modelos galácticos tradicionales predicen que las nuevas estrellas se generan progresivamente desde el núcleo hacia el exterior, lo que significa que la edad de las estrellas debería disminuir a medida que uno se mueve hacia el borde de la galaxia. Sin embargo, el equipo observó dos tendencias distintas en sus datos que desafían esta suposición, según el estudio.

La primera tendencia involucra el disco interno, donde las estrellas más jóvenes aparecen más lejos del centro. Luego, alrededor de 40.000 años luz desde el centro de la Vía Láctea, la tendencia se invierte, con estrellas más antiguas apareciendo más lejos. Juntos, estos gradientes forman una curva en forma de U, con las estrellas más jóvenes concentradas en un radio específico, según los investigadores.

Karl Fiteni, astrofísico de la Universidad de Insubria y autor principal del estudio, explicó que "la extensión del disco de formación estelar de la Vía Láctea ha sido durante mucho tiempo una pregunta abierta en la arqueología galáctica; al mapear cómo cambian las edades estelares a través del disco, ahora tenemos una respuesta clara y cuantitativa", según refractor.io.

El estudio utilizó dos grandes sondeos estelares, LAMOST-DR3 y APOGEE-DR17, junto con AstroNN, un estimador de distancia basado en redes neuronales, y datos astrométricos de Gaia, según la fuente. La investigación se limitó a estrellas cerca del plano medio de la galaxia con órbitas altamente circulares para aislar las propiedades intrínsecas del disco.

Los autores escribieron que "elegimos estas muestras por la fiabilidad de las estimaciones de edad y por una buena cobertura del disco exterior", según el estudio.

El equipo combinó las edades de estrellas gigantes con simulaciones informáticas avanzadas para mapear cómo cambian las edades estelares con la distancia. El resultado es una huella cósmica de nacimiento, movimiento y declive que revela una estructura de límite notable en el disco de la Vía Láctea entre aproximadamente 35.000 y 40.000 años luz desde el centro galáctico, según los investigadores.

Esta característica es una propiedad estable en los sondeos, independiente de qué sondeo se utilizó, según el estudio. Más generalmente, el radio corresponde a la región de transición donde la actividad de formación estelar en la galaxia disminuye y donde el disco exterior se vuelve cada vez menos masivo.

Joseph Caruana, astrofísico de la Universidad de Malta y coautor del estudio, señaló que "los datos ahora disponibles permiten que edades estelares cada vez más precisas sirvan como herramientas poderosas para decodificar la historia de la Vía Láctea, marcando el comienzo de una nueva era de descubrimiento sobre nuestra galaxia natal", según refractor.io.

Sin embargo, si la formación estelar se detiene en este límite, surge la pregunta de por qué existen estrellas más allá de él. La respuesta es la migración radial, según los investigadores.

Las estrellas se desplazan lentamente hacia el exterior mientras "surfean" sobre ondas espirales que atraviesan la galaxia. Al igual que los surfistas montan olas del océano hacia la orilla, las estrellas se aferran a estos brazos espirales y son transportadas lejos de donde nacieron, según el estudio.

Debido a que la migración es gradual y aleatoria, lleva más tiempo que las estrellas alcancen distancias más lejanas. Por eso las estrellas encontradas más lejos, más allá del mínimo de edad, son las más antiguas, según los investigadores.

Este radio se alinea con un cambio brusco en el perfil de densidad estelar de la galaxia conocido como el radio de ruptura, el borde del disco de formación estelar. Más allá de este punto, la formación estelar parece caer bruscamente, según el estudio.

Las simulaciones muestran que esta ruptura es un límite físico real, no una ilusión estadística que surge de diferencias en las posiciones solares asumidas o del pequeño número de fuentes catalogadas para otros sondeos, según los investigadores.

Los resultados validan la creencia de que la Vía Láctea es una galaxia de disco Tipo II (con curvatura descendente), donde las estrellas son más abundantes de lo que se esperaría más allá del radio de ruptura, según el estudio. Esta propiedad estructural se produce a partir de los efectos competitivos de un corte en la formación estelar y la migración radial, resultando en un perfil de edad en forma de U, un registro fósil de la historia de fusiones.

Esto no solo refina la comprensión de cómo se formó la Vía Láctea, sino que también proporciona una regla para interpretar galaxias de disco en general, según los investigadores.

El disco exterior, que antes se pensaba que era tranquilo, se muestra como una región dinámica moldeada por interacciones gravitacionales entre estrellas que migran hacia el exterior, resonancias orbitales y formación estelar en declive, según el estudio publicado en Astronomy & Astrophysics.