El sistema solar completa una vuelta alrededor del centro de la Vía Láctea cada 210 millones de años. La última vez que estuvimos en este mismo lado de la Galaxia, los primeros dinosaurios vagaban por la Tierra. Esa cifra, 243.72 km/s, se ha podido precisar gracias a estrellas raras que atraviesan la Galaxia como balas de cañón.
Las estrellas de alta velocidad son sondas que exploran el campo gravitatorio de la Galaxia. Sus trayectorias se extienden a lo largo de decenas de kiloparsecs y detectan las más mínimas irregularidades del potencial, inaccesibles para las estrellas lentas del disco. En el nuevo estudio se combinan tres muestras de estos objetos: 1197 estrellas de los programas LAMOST DR7, Gaia DR2 y DR3. Para cada estrella se calcularon las velocidades espaciales U, V, W en coordenadas galácticas y, a continuación, se construyó el elipsoide de velocidades, una distribución tridimensional de velocidades que muestra la rapidez con que las estrellas se mueven en distintas direcciones.
Las constantes de Oort son dos números que describen cómo rota la Galaxia de forma no uniforme: las regiones internas adelantan a las externas, y ese desfase puede medirse a partir de las velocidades radiales de las estrellas. Para las tres muestras se obtuvieron valores notablemente distintos. El programa I (591 estrellas, distancias 0.10–15.40 kpc) da A = 15.427 ± 0.25 km/s/kpc y B = -21.095 ± 0.22 km/s/kpc. El programa II (87 estrellas, hasta 108.64 kpc) da valores anómalamente bajos: A = 3.883 ± 0.51 y B = -11.029 ± 0.30. El programa III (519 estrellas, 0.29–16.44 kpc) da A = 16.510 ± 0.25 y B = -21.227 ± 0.22. Los valores medios de los tres programas son: A = 11.94 ± 0.29, B = -17.78 ± 0.24, y la velocidad angular |A-B| = 25.07 ± 5.01 km/s/kpc.
El programa II, que incluye las estrellas más lejanas, se sale del patrón general. Es probable que estas estrellas hayan sido expulsadas del centro de la Galaxia, y sus grandes distancias introducen errores sistemáticos en los paralajes, los desplazamientos angulares con los que se determinan las distancias. Como un traductor que se distrae con cada ruido en la sala y convierte una hora de reunión en dos, los paralajes imprecisos distorsionan el resultado. Pero los programas I y III, a pesar del distinto origen de las estrellas, dan valores de A y B consistentes y cercanos a los de la literatura. Esto significa que las estrellas de alta velocidad pueden utilizarse para estudiar la dinámica local de la Galaxia, siempre que se seleccionen cuidadosamente objetos con paralajes fiables.
De cara al futuro, los nuevos datos de Gaia DR4 y los sondeos WEAVE y 4MOST permitirán ampliar la muestra y comprobar cómo influye el origen de las estrellas en los parámetros determinados. Estas sondas ya están explorando el halo oscuro, la masa invisible que impide que la Galaxia se desintegre. Cada estrella rápida es un pequeño experimento de gravedad diseñado por la propia naturaleza. Y cuantas más sondas de este tipo incluyamos en el análisis, más precisa será el mapa del campo gravitatorio de la Vía Láctea.
La velocidad de rotación de la Galaxia a la distancia del Sol, determinada en este trabajo (243.72 km/s), implica que el Sistema Solar completa una órbita alrededor del centro de la Vía Láctea en unos 210 millones de años. La última vez que estuvimos en este mismo lado de la Galaxia, los primeros dinosaurios vagaban por la Tierra.