Estudio de ondulaciones en el disco de la Vía Láctea con estrellas pulsantes

Abstract

Desde finales de la década de 1950 se conoce que la región externa del disco de la Vía Láctea está alabeada. Sin embargo, al ser una gran estructura a escala del disco galáctico, es difícil poder caracterizar su geometría y su cinemática. Aunque el esfuerzo de entender el alabeo tiene varias décadas, varias preguntas aún quedan sin responder. En este trabajo presentamos dos artículos en los cuales se explora el alabeo de las Cefeidas Clásicas y demostramos por primera vez que las RR Lyrae trazan el alabeo. En éstos se hace uso de las distancias precisas de ambas poblaciones (incertidumbres en el entorno de 3% y 5% para Cefeidas y RR Lyrae, respectivamente) y movimientos propios de Gaia DR3. Para las Cefeidas Clásicas logramos la caracterización más detallada de su alabeo tanto en estructura (altura vertical media) como en cinemática (velocidad vertical media) al lograr para ambas sus descomposiciones de Fourier como función del radio. Esto nos permitió revelar la importancia del modo m = 2 para las asimetrías espaciales y para la cinemática, donde tiene una amplitud comparable al modo m = 1. De la caracterización de la estructura se obtuvo que la línea de nodos tiene una tasa de precesión de 12.7 + 0.3°/kpc en la dirección de la rotación estelar y comienza en R = 11 kpc. Contrario a lo esperado por el modelo clásico de tilted rings (m = 1), la línea de máxima velocidad vertical no coincide con la línea de los nodos, ambas comparten la precesión pero están separadas por = 25°, que entendemos se debe a presencia del modo m = 2. Finalmente analizamos la evolución temporal del modo m = 1 con un nuevo método desarrollado a partir de las descomposiciones de Fourier. Obtenemos que la rotación del modo m = 1 es aproximadamente constante en función del radio y es prógrada con un valor de 9.2 + 3.1 km/s/kpc, en concordancia con estudios previos. También encontramos que el cambio en amplitud del modo m = 1 es despreciable hasta R = 14 kpc donde aumenta hasta = 4 + 2 km/s en R = 15.5 kpc. En nuestro segundo artículo demostramos por primera vez que las RR Lyrae trazan el alabeo del disco Galáctica. La señal del alabeo esta presente tanto en el anticentro, como revelan las RR Lyrae con altas velocidades azimutales de rotación, como en el todo el disco, revelado por las RR Lyrae ricas en metales (> -1 dex). La señal del alabeo para las ricas en metales se revela en todo el disco tanto en Z como en Vz con amplitudes similares al de las Cefeidas. El análisis detallado del alabeo en la dirección del anticentro demuestra que las RR Lyrae tienen una señal cinemática similar al Red Clump y, diferenciándose del trazado por las Cefeidas, comienza en R = 10 kpc y alcanza un máximo de 7 km/s en R = 15 kpc. La altura media de las RR Lyrae esta sistemáticamente por debajo (= 0.4 kpc) de la trazada por las Cefeidas. Con un nuevo método simplificado, se obtuvo que la velocidad angular del alabeo de las RR Lyrae es prógrada con un valor consistente con el resto de mediciones de otras poblaciones 13 + 2 km/s/kpc. Finalmente, el análisis de la dispersión de velocidades verticales de diferentes poblaciones trazadoras del alabeo indica una cinemática de las RR Lyrae consistente con una edad intermedia de 3 - 4 Gaños, mucho menor que la edad de > 10 Gaños canónicamente asociada a estas estrellas. Nuestros resultados indican que las estrellas RR Lyrae de disco delgado son un trazador dinámico de edad intermedia del alabeo, lo que abre una nueva ventana para estudiar su dependencia con la edad estelar en la Vía Láctea.