El nuevo mapa 3D de la Vía Láctea: cómo Gaia revela los viveros de estrellas en nuestro vecindario galáctico
Gracias a la misión Gaia, los astrónomos han reconstruido el atlas tridimensional más preciso de la Vía Láctea, para de este modo revelar con detalle cómo nacen y crecen las estrellas. Este Google Maps cósmico permite explorar las burbujas, nubes y cavidades que moldean nuestro vecindario galáctico.
Por Enrique Coperías
Impresión artística de la Vía Láctea basada en datos del telescopio Gaia de la ESA, donde se muestra la región cartografiada en el nuevo mapa de formación estelar (delimitada por un círculo). Esta área se extiende hasta 4.000 años luz desde el Sol, situado en el centro. Cortesía: ESA/Gaia/DPAC, S. Payne-Wardenaar, L. McCallum et al. (2025)
La Vía Láctea fue para nuestros ancestros un camino blanquecino en el cielo, un río de luz imposible de descomponer a simple vista. Hoy sabemos que esa franja es el disco de nuestra galaxia, y que lo que vemos son miles de millones de estrellas y nubes de gas.
Sin embargo, hasta hace apenas unos años la estructura tridimensional de ese entorno cercano seguía siendo una incógnita. ¿Dónde están exactamente las burbujas de gas caliente creadas por las supernovas? ¿Cómo se conectan las cavernas interestelares con los viveros estelares donde nacen nuevas generaciones de soles?
La misión espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) está cambiando radicalmente este panorama. Gracias a sus mediciones de distancias y movimientos de más de mil millones de estrellas, combinadas con mapas tridimensionales de polvo y observaciones de la radiación en diferentes longitudes de onda, los astrónomos comienzan a levantar un mapa 3D sin precedentes del medio interestelar que nos rodea.
Dos estudios recientes publicados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, firmados por equipos de las universidades de St Andrews, Wisconsin y otros centros internacionales, presentan la imagen más detallada hasta la fecha del gas ionizado en un radio de 1.250 pársecs (unos 4.000 años luz) alrededor del Sol.
Radiografía en luz Hα: la huella del hidrógeno ionizado
El resultado es asombroso: un atlas 3D de las burbujas y nubes de hidrógeno ionizado, las llamadas regiones H II, y de la tenue neblina difusa conocida como medio interestelar ionizado cálido. Es un auténtico Google Maps de la Vía Láctea, que permite asomarse a las cavidades esculpidas por explosiones de supernovas y por la radiación de las estrellas masivas.
El primero de los trabajos, titulado The Hα sky in three dimensions, se centra en una línea espectral muy especial: la emisión Hα, que se produce cuando un átomo de hidrógeno ionizado recupera a su electrón. Esta línea roja es la firma más característica de las regiones donde el gas interestelar está ionizado por la radiación ultravioleta de estrellas muy calientes, sobre todo de tipo O y B.
El equipo tomó las posiciones y distancias de 87 estrellas O cercanas, medidas con Gaia, y las combinó con mapas de polvo interestelar de altísima resolución, elaborados por el grupo del astrofísico Gordian Edenhofer en el Instituto Max Planck de Astrofísica, en Alemania. Con esa información, efectuaron simulaciones 3D por ordenador para seguir el viaje de los fotones de Lyman continuo —los rayos ultravioleta energéticos capaces de ionizar el hidrógeno— a través del complejo entramado de nubes de gas y vacíos de nuestra región galáctica.
Los datos clave del modelo Hα
El resultado fue un mapa tridimensional de densidad de gas ionizado, temperatura de electrones y brillo en Hα. Cuando los astrónomos compararon su mapa 3D con las observaciones reales del telescopio especializado Wisconsin Hα Mapper (WHAM), encontraron una sorprendente coincidencia: las simulaciones reproducían con bastante fidelidad los mismos arcos, burbujas y cavidades de gas que se observan en el cielo.
Eso sí, había diferencias cuantitativas. El modelo producía menos emisión total Hα que la observada, y tendía a predecir burbujas estelares algo más grandes de lo que realmente se ve. Los autores identifican varias causas: la falta de estrellas ionizantes más modestass, como las de tipo B; la omisión de radiación procedente de más allá de 1,25 kilopársecs; y las incertidumbres en las distancias de algunas estrellas clave.
Pese a esas limitaciones, el avance es enorme. Por primera vez, se puede estimar de manera detallada cuánto de la radiación ionizante se pierde en polvo interestelar, cuánto se destina a ionizar nubes compactas, cuánto mantiene encendida la neblina difusa y cuánto escapa hacia el espacio intergaláctico. Según el cálculo, de los 5,8 × 10^50 fotones ionizantes que emiten las estrellas locales cada segundo, un 64 % se dedica a alimentar regiones H II, un 11 % mantiene el medio ionizado difuso, un 15 % se pierde en el polvo cósmico y un 10 % simplemente escapa del volumen considerado.
Un dato curioso: alrededor del 18 % del Hα de alta latitud no procede de gas que emite, sino de luz dispersada por polvo interestelar, como la neblina de los faros en una noche húmeda.
Fotograma de la animación que muestra en 3D el mapa de formación estelar trazado por Gaia en la Vía Láctea. En la secuencia se sobrevuela la región mapeada, que se extiende hasta 4.000 años luz del Sol y aparece representada como nubes rojizas. Este mapa ayudará a comprender mejor estas enigmáticas nubes y las estrellas jóvenes y calientes que las modelan. Cortesía: ESA/Gaia/DPAC, S. Payne-Wardenaar, L. McCallum et al. (2025)
Más allá del Hα: un atlas multicolor del gas galáctico
El segundo estudio, publicado pocos meses después bajo el título A three-dimensional, multiwavelength view and time-dependent analysis of the Milky Way’s local ionized gas, amplía la mirada. No se queda solo en el Hα, sino que incorpora otras líneas de emisión muy usadas por los astrofísicos para diagnosticar las condiciones físicas del gas: azufre [S II], nitrógeno [N II] u oxígeno [O III].
La novedad es que los autores generan el primer mapa del cielo en múltiples longitudes de onda basado en un modelo 3D de radiación y dinámica del medio interestelar. Así, pueden reproducir no solo dónde está el gas interestelar, sino cómo se ilumina bajo la influencia de estrellas masivas y de procesos energéticos como supernovas o choques interestelares.
Los resultados muestran que las líneas de nitrógeno y azufre siguen patrones similares al Hα, mientras que el oxígeno doblemente ionizado ([O III]) solo aparece en regiones alrededor de las estrellas más calientes o en sistemas extremos como γ² Velorum en la Nebulosa de Gum, que alberga una estrella Wolf–Rayet.
Estas comparaciones permiten deducir la temperatura del gas difuso (entre 6.727 °C y 7.727 °C, aproximadamente) y comprobar que unas pocas estrellas luminosas bastan para mantener ionizados enormes volúmenes, gracias a fugas de fotones ultravioleta que escapan por canales de burbujas y superburbujas.
«Gaia ofrece la primera visión precisa de cómo se vería nuestra sección de la Vía Láctea desde arriba —explica Lewis McCallum, astrónomo de la Universidad de St Andrews. Y añade—: Nunca antes había existido un modelo de gas ionizado en la Vía Láctea local que encaje tan bien con las observaciones astronómicas. Por eso estamos seguros de que nuestra vista desde arriba y las simulaciones 3D son una buena aproximación».
Una historia cósmica escrita en burbujas y supernovas
El panorama que emerge de estos trabajos es el de un entorno solar marcado por la huella de varias generaciones de formación estelar y explosiones de supernovas. La famosa Burbuja Local, en la que se encuentra el Sol, aparece como una cavidad tallada por estallidos ocurridos en cúmulos vecinos como Escorpio-Centauro.
La gigantesca superburbuja de Orión-Erídano muestra cómo la radiación estelar y los vientos interestelares excavan y perforan el gas galáctico, dejando escapar fotones hacia el halo galáctico.
Los modelos incluso permiten estimar la tasa de formación estelar local: unos 370 soles por millón de años y kilopársec al cuadrado. Es una cifra unas cuatro veces más baja que la deducida en estudios anteriores, lo que sugiere que nuestra región puede haber pasado por episodios de formación estelar a ráfagas.
«Este mapa 3D muestra claramente cómo la radiación de estrellas masivas ioniza el medio interestelar y cómo interactúan el polvo cósmico y el gas galáctico con esa radiación», explica Sasha Zeegers, investigadora posdoctoral de la ESA.
Ciencia útil para todo
Más allá de la belleza de los mapas cósmicos, este esfuerzo cartográfico tiene aplicaciones prácticas de gran alcance:
✅ Explosiones de radio rápidas (FRB): para interpretar el retardo de señal es imprescindible conocer la distribución de electrones libres en 3D.
✅ Campos magnéticos galácticos: las medidas de rotación de Faraday dependen del mismo mapa de electrones.
✅ Reionización cósmica: comprender qué fracción de fotones ionizantes escapan de las galaxias locales ayuda a extrapolar al universo temprano.
✅ Modelos de evolución galáctica: con estos datos se pueden ajustar mejor las simulaciones de retroalimentación estelar.
El futuro: un atlas galáctico dinámico
Ambos estudios son solo el comienzo. Los autores destacan que, aunque los resultados actuales ya ofrecen un grado de detalle impresionante, todavía quedan aspectos por refinar: incorporar estrellas B, enanas blancas calientes, tener en cuenta la dinámica completa del gas, incluidos campos magnéticos y rayos cósmicos, y extender los mapas más allá de los 1,25 kilopársecs (unos 4.100 años luz) actuales.
En el horizonte se dibuja la posibilidad de un atlas dinámico del medio interestelar, capaz de mostrar no solo dónde está el gas ionizado y cómo brilla hoy, sino cómo ha evolucionado en los últimos millones de años.
«Se necesitó una enorme potencia de cálculo para generar el mapa 3D hasta 4.000 años luz del Sol en alta resolución. Esperamos que el mapa del medio interestelar pueda ampliarse aún más una vez que Gaia publique su nuevo conjunto de datos», comenta McCallum.
Una nueva mirada a nuestro hogar galáctico
En definitiva, estos trabajos representan un salto cualitativo en nuestra visión de la Vía Láctea. Si hace un siglo los astrónomos apenas discutían si vivíamos dentro o fuera de la nebulosa espiral, hoy disponemos de un mapa tridimensional de burbujas cósmicas, filamentos y cavidades en el que se distinguen las cicatrices de supernovas y las incubadoras de nuevas estrellas.
Como concluye Lewis McCallum, este esfuerzo es «una validación espectacular del poder combinado de Gaia y los nuevos mapas de polvo». Por primera vez, la interacción entre estrellas masivas, gas interestelar y polvo cósmico puede estudiarse en tres dimensiones con una resolución sin precedentes.
Nuestro Sol, y con él la Tierra, no flotan en un vacío uniforme, sino en un paisaje galáctico agitado de nubes, túneles y cavidades estelares.
«Las mediciones de distancia de Gaia de las estrellas calientes cercanas, y los mapas 3D de polvo obtenidos a partir de millones de estrellas, son ambos ingredientes cruciales de este nuevo mapa galáctico. La cuarta publicación de datos de Gaia contendrá información de mejor calidad, lo que hará posible avanzar más en nuestro conocimiento de las regiones de formación estelar», confirma Johannes Sahlmann, científico del proyecto Gaia en la ESA. ▪️
Información facilitada por la Agencia Espacial Europea
Fuentes:
-Lewis McCallum, Kenneth Wood, Robert A. Benjamin, Dhanesh Krishnarao, Catherine Zucker, Gordian Edenhofer, L Matthew Haffner. The Hα sky in three dimensions, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (2025). DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slaf023
-Lewis McCallum, Kenneth Wood, Robert Benjamin, Dhanesh Krishnarao, Anna F. McLeod. A three-dimensional, multiwavelength view and time-dependent analysis of the Milky Way’s local ionized gas. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staf1022
