Las Galaxias
galaxias
son agrupaciones masivas de estrellas, y son las
estructuras más grandes en las que se organiza la materia en el universo. A
través del telescopio se manifiestan como manchas luminosas de diferentes
formas. A la hora de clasificarlas, los científicos distinguen entre las galaxias
del Grupo Local,
compuesto por las treinta galaxias más cercanas y a las que está unida gravitacionalmente
nuestra galaxia (la Vía Láctea), y todas
las demás galaxias, a las que llaman "galaxias exteriores".
Las
galaxias están distribuidas por todo el universo y presentan características
muy diversas, tanto en lo que respecta a su configuración como a su antigüedad.
Las más pequeñas abarcan alrededor de 3000 millones de estrellas, y las
galaxias de mayor tamaño pueden llegar a abarcar más de un billón de astros.
Estas últimas pueden tener un diámetro de 170 000 años luz, mientras que las
primeras no suelen exceder de los 6000 años luz.
Además
de estrellas y sus astros asociados (planetas, asteroides, etc...), las
galaxias contienen también materia interestelar,
constituida por polvo y gas en una proporción que varía entre el 1 y el 10 % de
su masa.
Se
estima que el universo puede estar constituido por unos 100 000 millones de
galaxias, aunque estas cifras varían en función de los diferentes estudios
Formas
de galaxias
La
creciente potencia de los telescopios, que permite observaciones cada vez más
detalladas de los distintos elementos del universo, ha hecho posible una
clasificación de las galaxias por su forma. Se han establecido así cuatro tipos
distintos: galaxias elípticas, espirales, espirales barradas e irregulares.
Galaxias
elípticas
En
forma de elipse o de esferoide, se caracterizan por carecer de una estructura
interna definida y por presentar muy poca materia interestelar. Se consideran
las más antiguas del universo, ya que sus estrellas son viejas y se encuentran
en una fase muy avanzada de su evolución.
Galaxias
lenticulares
Las
galaxias de este tipo fueron en su momento galaxias espirales, pero consumieron
o perdieron gran parte de materia interestelar, por lo que hoy carecen de
brazos espirales y solo presenta su núcleo. Aunque a veces existe cierta
cantidad de materia interestelar, sobre todo polvo, que se agrupa en forma de
disco alrededor de esta. Estas galaxias constituyen alrededor del 3 % de las
galaxias del universo
Galaxia
lenticulares
Galaxia
eleptica
Vía
Láctea
Tipo
Sb,
Sbc, galaxia espiral barrada
Diámetro
150-230
miles años luz
Número
de estrellas
100-400
miles de millones
Edad de
la estrella más vieja
13,7
miles de millones de años
Masa
Distancia
desde el Sol al centro
galáctico
25,77 ±
0,98 kal
Velocidad
del Sol
239 ± 9
km/s
Velocidad
de escape según la posición del Sol
550 km/s
Metalicidad
0,02
Velocidad
de escape
~ 550 km
Distancia
del Sol al centro galáctico
7900 ±
300 pc
Distancia
del Sol al plano galáctico
8-14 pc
Coordenadas
del polo norte galáctico
12 h 51
m 26 s y 27°07′42″
–20,9
Módulo
de distancia
14,51
Masa
del disco
Diámetro
del disco
23-30 kpc
Periodo
de rotación del Sol a la galaxia
203 Ma
Velocidad
de traslación
220 km/s
La Vía
Láctea (en griego: γαλαξίας κύκλος -galaxías kýklos- "círculo
lácteo")2 3 es una galaxia espiral donde
se encuentra el sistema solar y a su
vez se encuentra la Tierra. Según las
observaciones, posee una masa de 1012 masas solares y es
una espiral barrada. Su
diámetro medio se estima en unos 200 000 años luz, (1,89×1018
kilómetros) o 12 648 millones de unidades astronómicas.
En mayo de 2018, un equipo de investigadores del Instituto Astrofísico de
Canarias y el National Astronomical Observatories de Pekín (NAOC) publicaron4 nuevas
observaciones que amplían el diámetro hasta 200 000 años luz. Se calcula que
contiene entre 200 000 y 400 000 millones de estrellas. La
distancia desde el Sol hasta el centro
de la galaxia es de alrededor de 25 766 años luz (7900 pc), es decir, el 52
% del radio total galáctico. La Vía Láctea forma parte de un conjunto de unas
cuarenta galaxias llamado Grupo Local, y es la
segunda más grande y brillante tras la galaxia de Andrómeda,
aunque puede ser la más masiva, como muestra un estudio reciente.5
El
nombre Vía Láctea proviene de la mitología latina, y esta de la griega que
significa en latín camino de leche.
Esa es, en efecto, la apariencia de la tenue banda de luz que atraviesa el
firmamento terrestre, y así lo afirma la mitología griega,
explicando que se trata de leche derramada del pecho de la diosa Hera (Juno para los romanos).
Rubens representa la
leyenda en su obra El nacimiento de la Vía Láctea.
Sin embargo, ya en la Antigua Grecia, el
astrónomo Demócrito (460-370 a.
C.) sugirió que aquel haz blanco en el cielo era en realidad un conglomerado de
muchísimas estrellas demasiado tenues individualmente como para ser reconocidas
a simple vista. Su idea, no obstante, no tuvo respaldo hasta 1609, cuando el
astrónomo italiano Galileo Galilei hace
uso del telescopio y constata
que Demócrito estaba en lo cierto, ya que a donde quiera que mirase, aquel se
encontraba lleno de estrellas.
Disco
El disco
se compone principalmente de estrellas jóvenes de población I. Es la parte de
la galaxia que más gas contiene y es en él donde aún se dan procesos de
formación estelar. Lo más característico del disco son los brazos espirales,
que son cuatro: dos brazos
principales Escudo-Centauro y Perseo, así como dos
secundarios —Sagitario y Norma— (en vez de
cuatro brazos similares entre sí, como se pensaba antes).7
Durante
2008 un grupo de astrónomos anunció el descubrimiento de un nuevo brazo espiral
en nuestra galaxia, concretamente un enorme fragmento hasta ahora desconocido;8 se cree que el
nuevo brazo espiral es, en realidad, el tramo final y más distante del brazo de
Escudo-Centauro, una de las dos ramas principales.9 De confirmarse,
los autores habrán demostrado que la Vía Láctea posee una sorprendente simetría
en sus formas, ya que este nuevo brazo sería la contraparte simétrica del de
Perseo.10 Hay que tener en
cuenta que nuestra posición en la Vía Láctea —a mitad de camino entre su centro
y su borde y prácticamente en el plano galáctico— dificulta en gran medida el
estudio de la estructura espiral de nuestra galaxia.
La Vía
Láctea es visible solo en cielos rurales, lejos de la contaminación lumínica.
Nuestro
Sistema Solar se encuentra en el brazo Orión o Local,
que forma parte del brazo espiral de Sagitario, de allí su nombre de «Local».
Estas formaciones son regiones densas donde se compacta el gas y se da la
formación de estrellas. Los brazos son, en realidad, ondas de densidad que se
desplazan independientemente de las estrellas contenidas en la galaxia. El brillo de los brazos
es mayor que el resto de las zonas, porque es allí donde se encuentran las gigantes azules
(estrellas de tipo O, B), que son las únicas que pueden ionizar grandes
extensiones de gas. Estas estrellas de corta vida nacen y mueren en el brazo
espiral, convirtiéndose así en excelentes marcadores de su posición. Otros
trazadores de los brazos espirales son las regiones HII (nubes
de hidrógeno ionizado), originadas
precisamente por esos gigantes azules. Estas nubes vuelven a emitir, en el
rango de la luz visible, la energía captada en el ultravioleta o en
otras frecuencias más cortas. Son altamente energéticas, pues han sido
ionizadas por las potentes gigantes azules, que barren extensas áreas con sus vientos estelares.
Las estrellas de vida más
larga como el Sol ya no sirven como
marcadores, ya que tienen tiempo a lo largo de su vida de entrar y salir
repetidas veces en los diferentes brazos espirales de la galaxia. Estas estrellas
pueden encontrarse también fuera de los brazos.
Así como
la galaxia se compone de dos partes según su grosor, halo y disco, el
disco también: disco delgado y disco grueso. Se cree que el disco grueso es el
remanente de un segundo proceso de colapso y aplanamiento de la galaxia. Del mismo
modo que el halo es el remanente del colapso inicial, el disco grueso lo sería
de una segunda fase de colapso.
El
disco está unido al bulbo galáctico por una barra de radio 3,9 kiloparsecs,11 en cuyo interior
a su vez puede existir una barra menor (algo que ocurre en bastantes otras
galaxias espirales barradas).12 Hay además
elevada formación estelar en al menos uno de sus extremos.13
La
barra mayor está ceñida a su vez por un anillo de 5 kiloparsecs de radio, que
concentra, además de una gran cantidad del hidrógeno molecular
de la galaxia, una gran actividad de formación estelar. Dicho
anillo es la estructura más notable de nuestra galaxia, y visto desde otras
galaxias exteriores sería su zona más prominente.14 De este anillo
emergen los brazos espirales.
Recientemente
se ha sugerido que la Galaxia Elíptica Enana de
Sagitario puede ser la responsable de la estructura espiral de
nuestra galaxia, ayudando a dar forma a los brazos espirales, modelando la
barra central, y distorsionando sus regiones exteriores.15
Se cree
que posiblemente nuestra galaxia tiene entre 4000 millones y 8000 millones de
masas solares de hidrógeno neutro,
además de la mitad de esa masa en la forma de hidrógeno molecular.
Mientras que el primero llega más allá del espacio ocupado por las estrellas
—pero la región central apenas tiene gas en esa forma—, gran parte del segundo
está concentrado en el anillo mencionado antes, y —excepto en la región más
interna de la Vía Láctea— la densidad de hidrógeno molecular en la región
central de la galaxia también es baja.16
Vista
de la Vía Láctea en España
Inicialmente
se pensó que la tasa de formación estelar de
nuestra galaxia sería de hasta cinco masas solares por
año; sin embargo, estudios más recientes realizados con ayuda del telescopio de infrarrojos Spitzer sugieren una
mucho menor, de apenas una masa solar por año,17 y otro también
sugiere que nuestra galaxia junto a la de Andrómeda se halla en
lo que en el diagrama de color-magnitud para
galaxias se conoce cómo el valle verde: una zona intermedia entre la
secuencia roja (galaxias que no forman estrellas, muchas de ellas galaxias elípticas) y
la nube azul (galaxias que forman estrellas a gran ritmo, muchas de ellas
galaxias espirales), caracterizada por una progresiva disminución de la
formación estelar al irse acabando el gas a partir del cual nacen las
estrellas, calculándose que esta acabará dentro de 5000 millones de años,
incluso contando con el aumento de la formación estelar que llevará su colisión futura con la Galaxia
de Andrómeda.1819 Esto ha sido
reforzado por estudios más recientes que muestran que, sin incluir sus brazos
espirales, la Vía Láctea tiene un color más rojizo que otras galaxias espirales
similares, lo que implica que su actividad de formación de estrellas está
relativamente próxima a acabar;20 de hecho es solo
algo más azulada que las galaxias más azules de la secuencia roja y está entre
las más brillantes y rojas de las galaxias que aún siguen formando estrellas.21
Estudios
recientes muestran que nuestra galaxia es atípica por no haber sufrido en los
últimos 10 000 millones de años ninguna fusión importante con otra, sobre la
base de sus bajos momento angular, metalicidad, tamaño,
y número de estrellas, habiendo formado estrellas de manera bastante constante
y tenido una evolución relativamente tranquila, a diferencia de lo que ha
sucedido con numerosas otras galaxias espirales cómo Andrómeda, las cuales han
adquirido su tamaño y masa actuales debido a la absorción de numerosas galaxias
menores. Ello también implica que una colisión entre dos galaxias espirales no
tiene porqué crear siempre una galaxia elíptica,
sino que puede dar lugar a una galaxia espiral mayor.2223
Esta
parte de la Vía Láctea tiene una masa de 60 000 millones de masas solares en
forma de estrellas y una luminosidad de entre 15 000 y 20 000 millones de veces
la del Sol
Bulbo
Centro
galáctico
El bulbo o núcleo
galáctico se sitúa en el centro. Es la zona de la galaxia con mayor densidad de
estrellas. Sin embargo, a nivel local se pueden encontrar algunos cúmulos globulares
con densidades superiores. El bulbo tiene una forma esferoidal achatada y gira
como un sólido rígido.
También al parecer, en nuestro centro galáctico, hay un gran agujero negro de unas
2,6 millones de masas solares que los astrónomos denominaron Sagittarius A, o Sagitario A*. Su
detección fue posible a partir de la observación de un grupo de estrellas que
giraban en torno a un punto oscuro a más de 1500 km/s.
Investigaciones
muy recientes sugieren que nuestra galaxia carece de un bulbo central como el
que tiene la Galaxia de Andrómeda (o si existe es muy pequeño), formado a
partir de la colisión y fusión de galaxias
preexistentes, y en su lugar tiene un pseudobulbo, consecuencia de la formación
de una barra en su centro, lo que la hace similar a NGC 4565.24
La masa
concentrada en estrellas de este componente se estima en 20 000 millones de masas solares, y su
luminosidad en 5000 millones de veces la del Sol.
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