El extremo más pobre en metales del disco delgado de la Vía Láctea

Panel izquierdo: Espacio de acciones de movimiento (normalizado a la suma de las tres acciones, Jtot) de las estrellas del Gaia RVS con metalicidades [Fe/H]<−0.55, junto con un zoom en el área que utilizamos para seleccionar nuestra muestra del disco delgado. El eje-x muestra el momento angular normalizado, que es equivalente a la acción azimutal de movimiento, y el eje-y la diferencia normalizada entre la acción vertical y la acción radial. Sus incertidumbres medias se muestran en negro en la esquina superior derecha. Panel derecho: Funciones de distribución de metalicidad, en escala logarítmica, derivadas de nuestras muestras del disco delgado de estrellas del Gaia DR3 RVS, GALAH y APOGEE.

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Referencias

La formación y evolución del disco de nuestra galaxia, la Vía Láctea, sigue siendo un enigma en la astronomía. En particular, la relación entre el disco grueso y el disco delgado —dos componentes clave de la Vía Láctea— aún no está clara. Entender las propiedades químicas y dinámicas de las estrellas en estos discos es crucial, especialmente en las regiones donde sus características se superponen, como alrededor de [Fe/H] ~ -0.7, que marca el extremo pobre en metales del disco delgado, superior al del disco grueso. Esto suele interpretarse como un indicio de que el disco delgado se formó en etapas posteriores a la formación del disco grueso, en un entorno más enriquecido químicamente.


En este estudio, examinamos más a fondo el reciente descubrimiento de un grupo de estrellas con bajo contenido en metales que se mueven a velocidades similares a las del disco delgado. Estas estrellas, con valores de metalicidad entre -2 y -0.7 ([Fe/H]), fueron identificadas a partir de estimaciones obtenidas de estimaciones fotométricas y sus velocidades de rotación. Sin embargo, metalicidades derivadas de datos fotométricos suelen tener mayores incertidumbres, y la componente rotacional de la velocidad, por sí sola, no garantiza que estas estrellas sigan órbitas propias del disco delgado. Por ello, era necesaria una caracterización más exhaustiva de sus propiedades cinemáticas y la confirmación de su bajo contenido en metalicidad mediante estimaciones más precisas, como las proporcionadas por la espectroscopía.


Para ello analizamos las propiedades químicas y dinámicas de estas estrellas utilizando los datos más recientes de la misión Gaia (DR3), que incluye el primer catálogo de estimaciones de metalicidad junto con una variedad de abundancias de elementos químicos, del experimento Espectrómetro de Velocidad Radial (Radial Velocity Spectrometer - RVS). La misión Gaia es el proyecto de observación de estrellas de la Vía Láctea más completo hasta el momento y nos ofrece la posibilidad de explorar poblaciones de estrellas inaccesibles hasta ahora. Para complementar este análisis, utilizamos los datos de los dos mayores estudios espectroscópicos de alta resolución disponibles: GALAH DR3 y APOGEE DR17.


Nuestros hallazgos confirman la existencia de estrellas con un alto momento angular, que se mueven en órbitas similares a las del disco delgado, cerca del plano galáctico (con una altura inferior a 750 pc) y con valores de metalicidad tan bajos como [Fe/H] ~ -1.5. Además, encontramos evidencia tentativa de estrellas en órbitas similares a metalicidades aún más bajas, hasta [Fe/H] ~ -2.5, aunque en menor número. La caracterización química sugiere que las estrellas con características similares a las del disco delgado y metalicidades inferiores a [Fe/H] < -1 probablemente se formaron en un medio menos evolucionado químicamente que la mayor parte del disco grueso. Sin embargo, nuestro estudio confirma que la mayor parte de las estrellas con composiciones químicas y parámetros orbitales típicos del disco delgado se encuentran entre metalicidades entre -1 y -0.7. La incertidumbre sobre el origen del disco persiste, pero estudios como este permiten profundizar en nuestro conocimiento sobre las poblaciones de estrellas que los componen, abriendo nuevas posibilidades para entender mejor su historia.