disco de la vía láctea

¡Es polvo!

La banda negra no es ausencia de estrellas, sino nubes de gas y polvo , un componente importante 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 distintiva banda brillante 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, por lo que lo que ven son miles de millones de estrellas en la banda de la Vía Láctea, algunas de cuya luz está bloqueada por el polvo, y además de esto, ven unas pocas miles de estrellas individuales que están más cerca.

Los componentes de las galaxias.

Las galaxias consisten en aproximadamente un 85% de materia oscura y un 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, a veces brillando (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, emitiendo posteriormente H$\alpha$luz ). Una pequeña fracción (1-2%) de la materia normal son elementos más pesados, a los que los astrónomos llaman perezosamente "metales". Aproximadamente 2/3 de los metales están en 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, a menudo, 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) mucho más eficientemente que con longitudes de onda largas (como rojo e infrarrojo). Entonces, si bien puede bloquear efectivamente la luz visual y ultravioleta, la luz infrarroja pasa más o menos sin obstáculos. Por ejemplo, si mira la nube molecular Barnard 68 en rojo y en el infrarrojo cercano, se ve negra (a la izquierda en la imagen de abajo), pero si mira más lejos en el infrarrojo, puede ver 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 trozo de materia oscura frente a una estrella (realmente no puedes), no bloquearías su luz. Pasaría directamente. Si el bulto fuera lo suficientemente grande, podría desviar gravitacionalmente la luz, por lo que la estrella de fondo se vería distorsionada, como lo haría un bulto de materia normal (por ejemplo, un agujero negro).

$^\dagger$_{Por el contrario, el medio interestelar de las galaxias elípticas tiende a estar mucho más empobrecido en 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 estrellas, no es una falta de estrellas en absoluto, con la excepción, creo, del área oscura más grande en el extremo izquierdo, que podría ser una falta de estrellas de la Vía Láctea. Creo que esa ventana de baja densidad estelar es donde el Hubble pasa la mayor parte de su tiempo mirando el espacio profundo.

Además, considere cuál es más brillante: una linterna a 6 pulgadas de su ojo o la luz de un 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 en la Vía Láctea es más uniforme. Mucha de la luz en esa franja blanca que vemos proviene de estrellas relativamente cercanas. Es una perspectiva muy diferente a nuestra vista de Andrómeda, donde el centro se destaca mucho más brillante.

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

Puede 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 que está bloqueado en gran parte por el gas y el polvo.

¿Son estas 'brechas' causadas por la materia oscura?

La materia oscura es esencialmente invisible a toda la luz, a menos que haya suficiente para desviar 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.