Ensayo 1. Un panorama de las galaxias

Introducción

He conocido muchas personas que como los antiguos, piensan que el universo entero está compuesto simplemente por el sol, los planetas y la esfera de estrellas fijas al final, personas que se asombran con la “pequeñísima” distancia entre la tierra y el sol, y otros que aunque están un poco más conscientes de las enormes distancias entre las estrellas, aseguran que la vía láctea es la única galaxia del universo.

Para dar una definición general, una galaxia es la unidad básica del universo a nivel cosmológico, está compuesta básicamente por polvo, gas y millones de estrellas. Todas las estrellas que podemos ver brillando sobre nuestras cabezas en una noche despejada, están inmersas en la Vía Láctea, la cual posee aproximadamente unas 200.000. A simple vista no podemos ver estrellas particulares de otras galaxias porque las distancias entre ellas son inmensas, por ejemplo, Andrómeda, nuestra galaxia vecina, se encuentra a unos 2,5 millones de años luz de nosotros.

A pesar de la aparente rigidez de estos cuerpos, después de muchos millones de años se disipan y se vuelven a formar. “Las galaxias son estructuras fluidas con 100.000 millones de componentes estelares”

La Vía láctea,  no es de las más grandes ni de las más pequeñas, no destaca entre las demás ni por su tamaño, forma, brillo o cantidad de estrellas. Nuestra galaxia no es más que una entre 100.000 millones, algunas de las cuales  viajan solas por el universo, pero la mayoría se encuentra viajando junto a otras en cúmulos galácticos.

Así, la Vía Láctea se encuentra en uno de estos cúmulos, llamado el Grupo Local de galaxias, compuesto por aproximadamente 30 galaxias, sin embargo es dominado por tres galaxias espirales que son: La Vía Láctea, Andrómeda y la galaxia  del Triángulo.

 

Definición

Como lo mencioné anteriormente una galaxia es un sistema de estrellas. Dejando a un lado la enorme cantidad de materia oscura que se encuentra en todas las galaxias y que aún es invisible para nosotros, el 95% del total de la masa de una galaxia está en las estrellas y sus remanentes y el 5% sobrante se distribuye entre gas y polvo, además de rayos cósmicos y partículas cargadas.

La densidad de las estrellas dentro de una galaxia es 107 veces mayor a la densidad de las estrellas en el universo entero, por esta razón podemos percibir y definir las galaxias como identidades astronómicas.

La región del interior de una galaxia gira como si fuera un cuerpo sólido, pero más lejos del núcleo  las estrellas giran cada vez más lentamente, cumpliendo así, como los planetas, la tercera ley de Kepler.

Las primeras personas que observaron las galaxias pensaron que eran pequeñas nebulosas que se encontraban de nuestra galaxia, sin embargo en 1924 Edwin Hubble midió sus distancias y descubrió que eran a externas a la Vía láctea y que incluso tenían unas dimensiones similares a esta.

 

Evolución de las galaxias

“… Luego empezaron a crecer pequeñas bolsas de gas, pequeñas uniformidades. Se formaron zarcillos de vastas y sutiles nubes de gas, colonias de cosas grandes que se movían pesadamente, girando lentamente, haciéndose cada vez más brillantes, cada cual como una especia de bestia que al final contendría cien mil millones de puntos brillantes. Se habían formado las estructuras reconocibles mayores del universo. Las estamos viendo hoy. Nosotros mismos habitamos algún rincón perdido de una de ellas. Las llamamos galaxias” (Sagan, 1980)

 

Después del Big bang, la distribución  de materia en el universo no era uniforme, lo que ocasionaba que algunos lugares tuvieran más densidad que otros y hacía que la gravedad de los primeros atrajeran grandes cantidades de gas de hidrógeno y helio, lo que posteriormente se convertiría en cúmulos de galaxias.

Posteriormente debido al colapso gravitacional, las galaxias primordiales comenzaron a girar con mayor velocidad, razón por la cual algunas de ellas se aplanaron a lo largo del eje de rotación, formando las primeras galaxias espirales, mientras que las otras, con una gravedad menor, se aplanaron muy poco y se convirtieron en las primeras galaxias elípticas.

 

A su vez, dentro de aquellas protogalaxias, otras pequeñas nubes de gas comenzaron a colapsar también, elevando la temperatura y formando las primeras estrellas, caracterizadas por ser jóvenes, calientes y de gran masa.

Estas estrellas masivas, agotaron rápidamente su hidrógeno y terminaron por explotar como una supernova, llenando el medio interestelar de elementos como el helio, carbono y oxígeno. Además de esto, las ondas de choque producidas por la explosión comprimieron al gas intergaláctico cercano y esto facilitó la formación de nuevas estrellas y nuevos cúmulos de galaxias.

Tipos de galaxias

 

Si observamos el universo a la mayor escala posible,  nos daremos cuenta que vivimos rodeados de miles de millones de galaxias de diversos tamaños y formas, ordenadas o desordenadas. Las hay espirales normales, espirales barradas, elípticas e incluso irregulares. A continuación profundizaré un poco en cada una de ellas.

Galaxias elípticas

 

La mayor parte de ellas son enanas elípticas, de las más comunes en el universo, que tienen entre 2.000 y 100.000 parsec de diámetro,  puede tener aproximadamente 10^13 masas solares y contiene apenas del orden de millones de estrellas. También existen las galaxias elípticas gigantes pero no son muy comunes.

Como su nombre lo dice tienen forma elíptica, sin embargo, hay algunas casi esféricas como el tipo EO y otras muy alargadas como el tipo E7.

En este tipo de galaxias las estrellas se   distribuyen alrededor del centro de la  galaxia de manera casi uniforme en   todas las direcciones.

Estas galaxias poseen un característico   color rojizo, lo que sugiere que está        compuesta o al menos dominada por estrellas muy viejas y frías, por tal razón, podemos asegurar que las  galaxias elípticas se formaron hace ya mucho tiempo.

Elliptical Galaxy Centaurus A from CFHT 
Credit & CopyrightJean-Charles Cuillandre (CFHT) & Giovanni Anselmi (Coelum Astronomia), Hawaiian Starlight

Tomada de: https://apod.nasa.gov/apod/ap060704.html

galaxia eliptica

Galaxias espirales

 

Este tipo de galaxias son menos comunes que las anteriores, sin embargo, poseen un brillo mucho mayor y por eso se destacan. Tienen un bulbo brillante -donde se encuentran las estrellas más viejas- en el centro llamado núcleo y sus brazos –donde se forman las estrellas más jóvenes- parecen envolverse alrededor de él.

Con la clasificación de Hubble de las galaxias  podemos saber que tan abiertos están los  brazos de una galaxia espiral, siendo las Sa las que poseen los brazos más cercanos al núcleo, y las Sb Y Sc las que tienen los brazos un poco más lejos a éste.
Sus dimensiones están contenidas entre 10.000 a 30.000 parsec de diámetro, en los cuales pueden contener de 10^9 a 10^11 estrellas. Además, las galaxias espirales tienen una gran cantidad de gas y polvo a comparación de las elípticas, las cuales no poseen casi nada.

Galaxia espiral                            Galaxia espiral barrada

 

Entre las galaxias espirales podemos distinguir dos tipos, las espirales normales como Andrómeda, que poseen todas las características nombradas anteriormente, y las espirales barradas como la Vía láctea cuya barra central mide 27.000 años luz de longitud y se encuentra a 45 grados respecto a la línea que va del sol al centro de la galaxia.

 

Galaxias irregulares

 

Este tipo de galaxias no tienen una forma específica, no tienen apariencia de elípticas o espirales. Cualquier galaxia con forma no identificada donde las estrellas se ubican de manera aleatoria es catalogada como irregular. Son las más pequeñas de todas y pueden contener menos de un millón de estrellas, y probablemente a partir de la unión de muchas de ellas se da la formación de las galaxias gigantes.

 

Las Nubes de Magallanes, satélites de la Vía láctea, son un claro ejemplo de galaxias irregulares y se encuentran a 170.000 años luz de nosotros.

Rebel rebel
Imagen tomada por el telescopio Hubble el 22 de Junio del 2016

Image credit: ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement: Judy Schmidt

Recuperada de: https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2016/hubble-spies-a-rebel

 

 

Quásares

 

Esta palabra es el acrónimo de “Quasi-stellas radio source” que significa fuente de radio cuasi-estelar. Tienen aspecto estelar pero presentan un alto corrimiento al rojo, lo que demuestra que es probable que se encuentren a distancias inmensas de nosotros y poseen brillos intrínsecos muy grandes para que sean visibles aquí, incluso algunas son más brillantes como mil supernovas juntas.

 

Los quásares pueden liberar energías comparables a las de cientos de galaxias enanas o un millón de millones de soles. Algunos piensan que esto se debe a que son versiones “monstruo” de los púlsares con un núcleo sumamente masivo, otros creen que esto se debe a colisiones de millones estrellas que se encuentran muy juntas, e incluso otros consideran que los quásares son agujeros blancos, la otra cara del agujero negro.

 

Pero, sin importar lo que sean estos peculiares objetos, al estudiarlos a profundidad nos encontramos con ciertos misterios y problemas, pues este acontecimiento podría causar grandes desastres a escala universal, pues en una explosión de quásares podrían quedar destruidos millones de soles.

 

Observando la Vía láctea podemos tener una idea de la mitad de una secuencia evolutiva donde en la adolescencia, se vio dominada por quasars y galaxias en explosión, y que todavía los vemos así porque están tan lejos que los vemos como eran hace cientos de millones de años.

 

“El estudio de las galaxias revela un orden y una belleza universales. También nos muestra una violencia caótica a una escala hasta ahora insospechada. Es notable que vivamos en un universo que permite la vida. También es notable que vivamos en un universo que destruye galaxias, estrellas y mundos. El universo no parece ni benigno ni hostil, simplemente indiferente a las preocupaciones de seres tan insignificantes como nosotros” (Sagan, 1980)

Bibliografía y para saber más

 

 

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