Disco de la vía láctea

Para aquellos que no han visto este enlace , echen un vistazo, ya que es una impresionante imagen panorámica interactiva 360 de la vía láctea (¡aunque puede necesitar un poco de tiempo para cargar!). Me encontré ojeándolo varias veces y, como experto en astronomía, me preguntaba si alguien podría ayudarme a navegar lo que estoy viendo.

Si bien puedo orientarme y visualizar dónde estamos en la vía láctea, ¿cuál es la banda negra distintiva? Supongo que es causado por la ausencia de estrellas en estas áreas. Sin embargo, como lo entendí, el disco (así como el centro) son las áreas de mayor concentración de estrellas. ¿Son estos 'huecos' causados ​​por la materia oscura?

Es polvo!

La banda negra no es la ausencia de estrellas, sino nubes de gas y polvo , un componente significativo de casi todas las galaxias espirales.$^\dagger$ - que bloquean la luz de las estrellas de fondo y el gas luminoso.

En la imagen, se ven estrellas individuales, dispersas por todas partes, y la banda brillante distintiva de la Vía Láctea, la mayoría de las cuales están tan lejos que se mezclan. La mayor parte del polvo está en el plano de la Vía Láctea. Las estrellas individuales están más cerca de nosotros que la banda brillante y las nubes de polvo, así que lo que ves son los miles de millones de estrellas en la banda de la Vía Láctea, parte de la cual está bloqueada por el polvo, y luego, encima de esto, ves unas pocas estrellas individuales de 1000 que están más cerca.

Los componentes de las galaxias.

Las galaxias consisten en aproximadamente 85% de materia oscura y 15% de materia normal ("bariónica"). Con mucho, la mayor parte de la materia normal es hidrógeno y helio, algunos de los cuales están encerrados en estrellas y otros en enormes nubes de gas, que a veces brillan (las nubes rosadas que ves en la imagen de la Vía Láctea son probablemente nubes de hidrógeno excitadas por la fuerte radiación UV de estrellas calientes y masivas, que posteriormente emiten H$\alpha$luz ) Una pequeña fracción (1–2%) de la materia normal son elementos más pesados, según los astrónomos perezosamente denominados "metales". Aproximadamente 2/3 de los metales están en la fase gaseosa, pero el 1/3 restante se ha convertido en granos de polvo, por ejemplo, silicatos y hollín. Este polvo se mezcla con las nubes de gas y con frecuencia se vuelve lo suficientemente denso como para bloquear la luz de las estrellas.

Una fuerte dependencia de la longitud de onda de las propiedades de extinción del polvo.

Sin embargo, el polvo dispersa y absorbe la luz con longitudes de onda cortas (como azul y UV) de manera mucho más eficiente que las longitudes de onda largas (como rojo e infrarrojo). Entonces, si bien puede bloquear efectivamente la luz visual y UV, la luz infrarroja pasa más o menos sin obstáculos. Por ejemplo, si mira la nube molecular Barnard 68 en rojo e infrarrojo cercano, se ve negra (a la izquierda en la imagen a continuación), pero si mira más lejos en el infrarrojo, puede ver realmente las estrellas de fondo (justo debajo ):

^{Imagen tomada de ESO .}

Materia oscura

La materia oscura no se puede ver. Está ... bueno, oscuro. Interactúa con la materia normal y la luz solo a través de la gravedad. Eso significa que si pudieras colocar un bulto de materia oscura frente a una estrella (realmente no puedes), no bloquearías su luz. Pasaría por ahí. Si el bulto fuera lo suficientemente grande, podría desviar gravitacionalmente la luz, por lo que la estrella de fondo se vería distorsionada, al igual que un bulto de materia normal (por ejemplo, un agujero negro).

$^\dagger$_{En contraste, el medio interestelar de las galaxias elípticas tiende a ser mucho más gas y polvo.}

Pela tiene una buena respuesta, solo agregaré mis 2 centavos.

Si bien puedo orientarme y visualizar dónde estamos en la vía láctea, ¿cuál es la banda negra distintiva? Supongo que es causado por la ausencia de estrellas en estas áreas.

La banda negra probablemente bloquea algunas de las áreas más densas de las estrellas, no la falta de estrellas en absoluto, con la excepción, creo, para el área oscura más grande en el extremo izquierdo, que podría ser la falta de estrellas de la Vía Láctea. Creo que esa ventana de baja densidad de estrellas es donde Hubble pasa la mayor parte del tiempo mirando hacia el espacio profundo.

Además, considere cuál es más brillante una linterna a 6 pulgadas de su ojo o un faro de automóvil a 60 pies de distancia. El centro de nuestra galaxia puede ser mucho más brillante, pero estamos bastante lejos de él, por lo que el brillo relativo que vemos de la Vía Láctea es más uniforme. Mucha de la luz en esa racha blanca que vemos proviene de estrellas relativamente cercanas. Es una perspectiva muy diferente a nuestra visión de Andrómeda, donde el centro se destaca mucho más.

Sin embargo, como lo entendí, el disco (así como el centro) son las áreas de mayor concentración de estrellas.

Puedes ver que se vuelve un poco más grueso en el centro y la parte más brillante es el centro inferior. El centro brillante está allí en la imagen, solo está bloqueado en gran parte por el gas y el polvo.

¿Son estos 'huecos' causados ​​por la materia oscura?

La materia oscura es esencialmente invisible para toda la luz, a menos que haya suficiente para doblar la luz, entonces se puede observar indirectamente.

La razón más básica es que el ojo humano no puede ver todas las partes del espectro electromagnético. Hay muchas más estrellas de las que vemos regularmente, probablemente en la región infrarroja.