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Enciclopedia Universo

Galaxias

En los instantes, medidos en milisegundos, que siguieron al Big Bang –un gran evento cósmico que en teoría dio origen al universo, hace al menos diez mil millones de años atrás– nubes de gas y polvo comenzaron a fusionarse, colapsaron, y se comprimieron bajo la presión de la gravedad. En ese punto, se conformaron especies de ladrillos de construcción de lo que son las estrellas, las nebulosas, los planetas. Las galaxias, en suma. Los astrónomos están divididos sobre cómo debieron formarse estas. Una de las teorías sugiere que ciertos grupos más pequeños de aproximadamente un millón de estrellas –los cúmulos globulares–surgieron primero y, luego, las galaxias tomaron forma. Otra teoría plantea que las galaxias se formaron antes, y que solo después las estrellas dentro de ellas comenzaron a reunirse en grupos más pequeños.

Aunque el Universo y las Galaxias que en él habitan sean en buena medida una enorme serie de misterios que la ciencia todavía tiene pendiente por resolver, la incertidumbre ha sido reducida gracias a los telescopios espaciales, que han permitido a los astrónomos observar galaxias más allá de nuestro grupo local, y elaborar teorías a partir de lo que alcanzan vislumbrar.

Tipos de galaxias

Las galaxias que han podido estudiarse han permitido a los astrónomos, establecer un cierto orden bajo el que pueden clasificarse, de acuerdo con su forma: galaxias espirales, galaxias elípticas y galaxias irregulares. Las galaxias espirales, como la nuestra, tienen brazos que trazan una curva, por lo que parecen un molino de viento. Otras, las elípticas, son lisas y ovaladas. Aqui te mostramos todos los tipos de galaxias que el hombre conoce:

Qué es una galaxia

Las galaxias son sistemas espaciales que continuamente están expandiéndose a través del espacio. La materia que lo compone está fundamentalmente hecha de gases y minerales en forma de polvo galáctico. Esta sustancia es lo que integra igualmente las estrellas, que son innumerables hasta ahora, así como tampoco podemos saber el número exacto de galaxias que existen en el universo.

Hasta la fecha, el universo observable revela un número estimado de cien mil millones de galaxias. Y existen puntos ciegos importantes, enormes, que sugieren que este número no se acerca ni de cerca al número total de ellas que existen o podrían estar por existir en el universo.

Las galaxias son especies de unidades espaciales mayores, contenedoras de billones de estrellas, y por tanto sus sistemas planetarios, en constante movimiento y evolución a través del espacio, atraídas por la fuerza gravitacional a trazar un viaje cuyo sentido o dirección los científicos todavía no logran determinar. No conocemos el borde exterior donde terminan las galaxias. No sabemos si existen, o no, algo como unos límites del Universo.

Todas las galaxias poseen un centro galáctico, que es su centro rotacional. Los científicos estipulan que en el centro de la Vía Láctea existe un poderoso agujero supermasivo, que continuamente engulle a la galaxia.

Algunas galaxias son similares a la nuestra, la Vía Láctea, mientras que otras son bastante diferentes. Las galaxias integradas por menos de mil millones de estrellas se consideran “pequeñas”. El sol, por ejemplo, es solo uno entre aproximadamente cien mil millones de estrellas más.

Algunos científicos consideran que las galaxias, y por tanto toda la materia que las integra (estrellas, gas, material cósmico, polvo, etc.), son el resultado del mega evento conocido como Big Bang que, de acuerdo a la teoría más difundida entre los astrónomos, dio origen a todo el Universo, en un momento inexacto que suele calcularse en un rango de entre diez a veinte mil millones de años atrás.

 

Características de las galaxias

La materia que da forma a las galaxias se mantiene unida por efecto de la fuerza gravitatoria. Las estrellas, los cuerpos planetarios, el gas y el polvo en órbita alrededor del centro de la galaxia, todo ello está sostenido por la gravedad.

Existen galaxias de variadas formas. En la década de 1920 Edwin Hubble fue el primero en estudiar la morfología de las galaxias. Usando el telescopio reflector Hooker de 100 pulgadas en el Observatorio Mount Wilson en California entre 1922 y 1926, Hubble fotografió numerosas galaxias. Las clasificó a partir de su morfología como espiral, espiral barrada, elíptica, irregular y peculiar. Este sistema se conocía como la secuencia morfológica de tipos de galaxias de Hubble.

Hubble notó que algunas galaxias, como la galaxia M31-Andrómeda, aparecían como discos y tenían brazos de estrellas y polvo en forma de espiral. Al igual que M31, estas galaxias parecían casi uniformes en brillo. Observó también que en algunos de estos tipos de galaxias los brazos estaban más apretados alrededor del centro rotatorio. Llamó a estas galaxias espirales. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es un ejemplo de ellas.

Algunas espirales tienen una barra de gas brillante fluyendo a través del centro, son estas las espirales barradas. Hubble también descubrió galaxias que tenían una forma ligeramente elíptica, mientras que otras eran casi circulares, como M32. Llamó a estas galaxias elípticas. El cuarto tipo de galaxia observado no era espiral ni elíptico, y fueron llamadas irregulares. Un ejemplo de esto son las Nubes de Magallanes. Finalmente, hubo algunas galaxias que no se ajustan a ninguna de estas descripciones, y fueron llamadas galaxias peculiares, como lo es Centaurus A.

Las galaxias pueden encontrarse solas en el universo o en pares y formar parte de asociaciones estelares más grandes, que son llamadas grupos o conglomerados y súper cúmulos. Estos grupos con frecuencia interactúan dinámicamente, concluyendo en un fenómeno que llamamos fusión.

Galaxias del universo

La Vía Láctea podría llegar a fusionarse alguna vez con la galaxia Andrómeda, a dos millones de luz. El evento podría ser visible a simple vista en el cielo, mirado desde el hemisferio norte del planeta Tierra.

Es probable que estos procesos intergalácticos sean parte de la evolución natural por la cual las galaxias irregulares se transforman en una de las otras formas, y por la cual las galaxias espirales eventualmente se convierten en galaxias elípticas, como los científicos estiman que deben hacerlo

Los astrónomos ahora clasifican las galaxias de acuerdo con su formación morfológica en dos tipos básicos de galaxias: las espirales y las elípticas. Las espirales barradas son una subclase de espirales. Los irregulares pueden ser en espiral o en elipsis. Las peculiares no son fundamentalmente un tipo diferente. Son simplemente galaxias en el acto de colisionar; la colisión distorsiona su forma y los hace aparecer ante nuestra mirada como “peculiares”.

Las espirales se denotan por “S” y las espirales restringidas por “SB”. Las letras “a”, “b”, “c” indican con qué fuerza se enrollan los brazos espirales, siendo “a” la más apretada. La Galaxia de Andrómeda es un Sb. Las galaxias elípticas se denotan con “E”, con un número de 0-7 que indica qué tan circular aparece (0 es más circular, 7 es más alargado). Un ejemplo de esto sería M87, que es una galaxia E0. Los irregulares, como la Pequeña Nube de Magallanes, se denominan “Irr”. Las galaxias peculiares, como Centaurus A, se denotan con “P”.

Nuestra galaxia la Vía Láctea

Desde tiempos antiquísimos, los seres humanos hemos visto en el cielo durante la noche, junto la luna y las estrellas, una enorme franja, parecida a una especie de corredor. Los antiguos la describieron como un río, también llegaron a imaginar que estaba hecha de leche, por su aspecto blanquecino, por lo cual la llamaron Vía Láctea.

Esa franja en realidad es nuestra perspectiva desde la tierra de la galaxia donde el Sistema Solar viaja, ubicado en un punto bastante externo de uno de sus brazos en forma de espiral. Para los astrónomos no ha sido sencillo entenderla estructura de la Vía Láctea. Su forma y sus características han sido un secreto desafiante por mucho, mucho tiempo.

Gracias a los telescopios, cada vez más avanzados tecnológicamente, sabemos que el Sistema Solar se sienta en los bordes exteriores de una especie de brazo en forma espiral que extiende un disco de material en cuyo centro nuclear se estima existe un súper masivo agujero negro. Nadie puede ver a través de ese centro denso hacia el otro lado de la Galaxia.

Da manera que la galaxia Vía Láctea es la coordenada mayor de nuestra ubicación en el espacio sideral. Una entre miles de millones de otras galaxias en forma de espiral barrada que existen en el universo.

Definición de galaxia

Las galaxias son enormes agrupaciones de estrellas, gas y polvo cósmico girando alrededor de agujeros negros súper masivos. Se estima que existen 200 millones o más de galaxias, solo en el universo que alcanzamos conocer. Las galaxias varían en tamaño y por tanto, en el número de estrellas que contienen.

Aquellas galaxias más pequeñas, llamadas enanas, llegan a albergar apenas unas decenas de millones de estrellas, muy distinto de las galaxias masivas, poseedoras de cientos de billones de estrellas.

Se estima que el diámetro de una galaxia de tamaño promedio puede llegar a ser de 326.000 años luz, o sea, esa sería la cantidad de años que un humano necesitaría para cruzar solo la galaxia.
En el año 1929, Edwin Hubble, el pionero que dio su nombre al telescopio más avanzado con que cuenta la ciencia, se tomó la tarea de organizar y clasificar los distintos tipos de galaxias que han podido observar los astrónomos. De su trabajo nos legó el Sistema de Clasificación Hubble, que las agrupa a partir de su forma observable en tres categorías: espiral, elíptica e irregular.

Para la década del ’20, los científicos pensaban que las estrellas –todas las del universo- estaban contenidas dentro de la Vía Láctea. Gracias al descubriendo de Hubble, la estrella especial conocida como variable Cefeida, fue posible calcular o medir distancias con mayor precisión. Este hecho permitió a los científicos entender que aquellos parches difusos que habían clasificado como nebulosas eran, en realidad, galaxias separadas de la nuestra. Galaxias enteras, unidas por gravitación y aisladas unas de otras por vastas regiones de espacio.

Las galaxias son sistemas espaciales en constante expansión, compuestos de polvo y gas e incontables estrellas, así como incontable es el número de galaxias existentes. En el universo observable existen al menos cien mil millones de galaxias, algunas de las cuales son parecidas a nuestro sistema galáctico pero otras, son bastante diferentes. La vastedad del universo, implica una cantidad también vasta de galaxias, y muchas de ellas todavía son un completo misterio para la mente humana.

Qué forma tienen las galaxias

Gracias a los telescopios cada vez más modernos, los astrónomos han podido observar el espacio exterior, donde habitan las otras galaxias, y entender mejor algunas de sus características, que varían dependiendo del tipo de galaxia estudiada.

Las galaxias espirales, como la Vía Láctea, poseen un núcleo que se observa como un disco plano con un centro abultado, y brazos en forma de espirales, que lo circundan. El disco de la galaxia está integrado por estrellas y planetas, polvo y gas, todos girando de forma regular, en órbita alrededor del centro galáctico.

El movimiento giratorio de estos planetas y demás cuerpos astronómicos, a una velocidad impresionante de cientos de kilómetros por segundo, ocasiona que la materia del disco descrito, adquiera esa forma espiral que lo distingue, dándole el aspecto de un molino de proporciones cósmicas.

Las estrellas de más edad están agrupadas en el centro del llamado disco galáctico. Los científicos han observado un misterioso halo que rodea estos discos, y suponen que deben ser ricos en la enigmática materia oscura.

Por otro lado, están las galaxias elípticas, que adquieren su nombre a partir de su forma. Casi siempre son redondos, pero tienden a extenderse más a lo largo de uno de los ejes, que del otro. Algunos pueden ser circulares, otros tan alargados que parecen varillas cilíndricas, como cigarrillos.

Dentro de las galaxias elípticas existen estrellas más viejas. También se caracteriza por tener menos polvo. Las estrellas que contienen también orbitan alrededor de un centro galáctico, como en el caso de las galaxias espirales, sin embargo la dirección con que lo hace es más aleatoria. Los científicos dan por sentado que pocas nuevas estrellas nacen en galaxias elípticas.

Las galaxias más grandes del universo se caracterizan por ser elípticas gigantes, las cuales pueden llegar a tener una extensión de dos millones de años luz. Sin embargo, también existen las denominadas galaxias elípticas enanas.

Los sistemas galácticos que no pueden ser catalogados en ninguna de estas formas, son llamadas galaxias irregulares y aparecen deformadas, se cree que esta extraña forma se debe a la influencia gravitacional de otra galaxia cercana.

Cuántas galaxias hay

¿Cuántas galaxias hay en el universo? Contarlas pareciera ser una tarea titánica, prácticamente imposible. Sin embargo, contamos con los telescopios espaciales, en constante avance científico. Los telescopios espaciales requieren, para tener la mejor vista posible, una gran abertura, es decir, el diámetro de su espejo principal o lente debe ser considerable e idealmente, debe estar ubicado por encima de la atmósfera terrestre, para evitar cualquier tipo de distorsión producida por el aire de la Tierra.

Las estimaciones en cuanto a la cantidad de galaxias existentes en el universo varían entre los expertos. Un astrofísico del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, en Baltimore, Maryland, llamado Mario Livio, considera que un rango aceptable es entre cien y doscientos mil millones de galaxias, tal como reveló el telescopio Hubble, que estuvo en órbita durante casi veinte años, desde la década de los años ’90 del siglo pasado.

Cualquiera que sea el instrumento que se use, el método para estimar el número de galaxias es el mismo. Se toma por referencia la parte del cielo fotografiada por un telescopio (en este caso, Hubble). Luego, calculando la proporción de la franja de cielo respecto al universo entero, podríamos averiguar un número estimado de galaxias en el universo.

Cómo se forman las galaxias

Los orígenes tanto de las galaxias como del universo todavía no son del todo conocidos para la ciencia. Sin embargo, es mucha la información que, en poco tiempo, y gracias al avance tecnológico de los telescopios espaciales, hemos podido recabar. Sabemos que las galaxias son las de las estructuras más grandes del universo y que unen miles de millones o incluso trillones de estrellas bajo el efecto de su súper masiva fuerza gravitacional. El polvo cósmico y las vastas nubes de gas llenan las galaxias, junto con los planetas y otras materias que orbitan entorno las estrellas.

Las galaxias tuvieron su inicio hace casi 14 mil millones de años, a partir de un punto inimaginablemente caliente, denso, aunque minúsculo. Según la teoría del Big Bang, esta singularidad era el universo en su totalidad. Luego explotó, se enfrió y se expandió en el proceso.  Las observaciones de los científicos revelan que aproximadamente la mitad de las estrellas actuales se formaron en un período entre 8.000 millones y 4.000 millones de años atrás, principalmente en un estallido episódico de formación intensa de estrellas producida en las galaxias llamadas infrarrojas luminosas.

Los astrónomos idearon un escenario, denominado la “reconstrucción en espiral”. Afirman que la mayoría de las galaxias espirales actuales son el resultado de uno o varios eventos de fusión. Si se confirma, este nuevo escenario podría revolucionar la visión que tienen los astrónomos sobre cómo se formaron las galaxias

Cuántas galaxias conocemos

Gracias a los avances tecnológicos de telescopios espaciales como el Hubble, para los astrónomos ha resultado posible crear una exposición de un millón de segundos que reveló aproximadamente diez mil galaxias en un pequeño punto en la constelación de Fornax.

En 2012, los científicos observaron una porción del campo ultra profundo espacial. Dentro de este campo de visión más estrecho, los astrónomos pudieron detectar alrededor de 5.500 galaxias. Si levantásemos nuestros pulgares para tapar la luna y colocamos un alfiler al lado, ese alfiler representaría la porción del espacio del cual se obtuvo esa imagen, de manera que es posible que en cada parte de cielo observable existan pequeños puntos que, en profundidad, albergan millones de galaxias que todavía no conocemos.

Para la década de los años ’20 del siglo XX, los científicos todavía pensaban que todas las estrellas existían dentro de la Vía Láctea, pero a partir de esa fecha y tras arduos debates, concluyeron que realmente muchas de las descritas como nebulosas dentro de la Vía Láctea, como el caso de Andrómeda, eran en realidad galaxias aparte.

Conocemos galaxias de distintos tipos y formas, comprendidas entre espirales y elípticas, como las galaxias Sombrero o la galaxia del Cigarro, llamada así por su alargada forma. Todas ellas, separadas entre sí a distancias calculadas en millones de años luz.

Componentes de las galaxias

Una galaxia puede estar formada por dos componentes visibles. Los dos componentes son el disco y el bulto. Las galaxias espirales tienen la mayoría de sus estrellas en un disco mientras las galaxias elípticas no tienen uno. Las estrellas pueden ser simples, dobles o múltiples, o pueden ser parte de grupos. En el disco, las estrellas se agrupan en cúmulos abiertos (también llamados “cúmulos galácticos”) que son un grupo asimétrico de estrellas. Puede haber tan pocas como diez o tantas como 2000 estrellas en un cúmulo galáctico. En nuestra Galaxia, las Pléyades son un ejemplo bien conocido de cúmulo galáctico, contiene unos cientos de estrellas.

Las estrellas, los cúmulos y las nebulosas en el disco giran alrededor del centro de la galaxia. Además del disco, las galaxias espirales también tienen un “bulto”, que es una gran esfera aplastada que rodea el centro de la galaxia. Esta región está compuesta de estrellas, polvo y gas.

Los cúmulos abiertos tienden a ser los más jóvenes del tipo de cúmulos que aparecen en una galaxia. El disco de la galaxia también contiene nubes de gas y polvo, llamadas nebulosas. Algunas nebulosas son el resultado de la muerte de las estrellas, mientras que otras son el lugar donde se crean las estrellas. Algunas nebulosas emiten luz, mientras que otras absorben luz.

Diferencia entre galaxia y universo

El Universo es la infinita estancia aparentemente compuesta de la llamada materia oscura que alberga las galaxias, y todas ellas, en suma, parecen ser más de cien mil millones, todas girando en torno a centros o núcleos de gravedad súper masiva.

Las galaxias están compuestas por polvo galáctico, helio e hidrógeno, formando súper estructuras que contienen los astros, atraídos por la fuerza gravitatoria.

La estructura a gran escala del universo es una compleja red de conglomerados, filamentos y vacíos. Grandes vacíos-espacios delimitados por filamentos que forman supercúmulos de galaxias, las estructuras más grandes del universo. Nuestra Vía Láctea se encuentra en un supercúmulo de 100.000 galaxias.

Por otro lado, se puede pensar que la materia oscura es el andamiaje del universo. Las distancias que separan las galaxias entre sí, están compuestas en parte por esta materia, de carácter bastante mistérico.

La materia visible que vemos se acumula dentro de este andamiaje en forma de estrellas y galaxias. La forma en que la materia oscura parece estar agrupada indica que los objetos pequeños se forman primero, y se unen para formar otros más grandes.

Los poderosos espejos del telescopio espacial Webb, que será lanzado en 2020, permitirán a los científicos observar la formación de galaxias, incluido el papel de la materia oscura, con mayor precisión.

A los científicos también les interesa conocer más sobre la influencia de la materia oscura en el ensamblaje de las galaxias, que es lo que conforma la mayor parte del universo visible, cerca del 80% está compuesto por ella. Mientras que la materia oscura es invisible en longitudes de onda de luz o mediante emisiones de energía, los estudios de galaxias que datan de la década de 1950 indicaban que había mucha más masa presente en ellos que lo que era visible a simple vista.

Movimiento de las galaxias

La expansión del espacio hace que las galaxias parezcan alejarse unas de otras. Aunque parezca que las galaxias se mueven a través del espacio, en realidad es el espacio entre las galaxias el que está creciendo.

Así como los planetas orbitan alrededor del Sol, el Sol orbita, junto con las demás estrellas, alrededor del centro de la Vía Láctea, impulsado por la fuerza de gravedad. En nuestra galaxia, el Sol tarda 200 millones de años en hacer una revolución completa alrededor del centro de la Vía Láctea.

Imagine que el espacio está representado por una goma elástica. Si uno estira la banda elástica, las galaxias se separarán. Desde la perspectiva de cada galaxia, parecerá que todas las otras galaxias se están alejando de ella, mientras permanece inmóvil. Cuanto más cerca están las dos galaxias, más lentamente parecen separarse.

El proyecto internacional Cosmic Flows ha mapeado densidades de materia visible y oscura alrededor de la Vía Láctea hasta una distancia de 300 millones de años luz.

A veces las galaxias se acercan demasiado y chocan unas con otras. Solo podemos ver la luz de las galaxias cuya luz tuvo tiempo suficiente para alcanzarnos, explicó el astrofísico Livio. Las galaxias también cambian con el tiempo. La Vía Láctea está en curso de colisión con la cercana Galaxia de Andrómeda, y ambas se fusionarán en unos 4 mil millones de años. Más tarde, otras galaxias en nuestro Grupo Local, las galaxias más cercanas a nosotros, eventualmente se combinarán.

Tamaño de una galaxia

De todas las galaxias en nuestro universo observable, las de tipo espiral suelen ser los sistemas más grandes y masivos, conocidos en ese caso como espirales gigantes. Se cree que estas galaxias son el producto final resultante de las repetidas colisiones galácticas, por lo que el resultado final es un objeto que, aunque lleno de estrellas, ya no se parece a la galaxia que era muy temprano en la vida del Universo.

Después de tantas colisiones, las estrellas dentro de estas galaxias ya no orbitan de forma ordenada, como las de nuestra propia Vía Láctea, sino que se mueven más o menos al azar entre sí. Cada estrella sigue su propia órbita elíptica particular dentro de la atracción gravitatoria de la galaxia, pero sin ninguna consideración particular por lo que las otras estrellas están haciendo a su alrededor. Como resultado, las galaxias no tienen una direccionalidad particular para ella.

Las galaxias más masivas se hunden en el centro. La mayor de las galaxias observadas a la fecha se encuentra en el centro del cúmulo Abell 3827 y tiene el nombre de ESO 146-IG 005. Está engullendo varias de sus galaxias cercanas, creciendo rápidamente su propia masa durante el proceso. Esta galaxia se mide actualmente en 27 billones de veces la masa de nuestro sol, y tiene más de diez veces la masa de la Vía Láctea.

La Vía Láctea tiene un diámetro aproximado de 100.000 años luz y alberga entre 200 mil millones y 400 mil millones de estrellas. Mientras que la galaxia más pequeña de nuestro cúmulo local, la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia irregular enana cercana a la Vía Láctea y que se ve deformada por la atracción que esta ejerce sobre ella, se encuentra a un promedio de 200.000 años luz de distancia.

Información sobre las galaxias

Uno de los productos científicos que más información ha arrojado en los últimos tiempos es el Hubble Xtreme Deep Field (XDF), la imagen titulada Campo Profundo de Hubble. En 1995, los astrónomos apuntaron el telescopio a lo que parecía ser una región vacía de la Osa Mayor, y recogieron observaciones durante 10 días. El resultado fue un estimado de 3,000 galaxias débiles en un solo cuadro.

Al recolectar luz tenue durante muchas horas de observación, el XDF reveló miles de galaxias, cercanas y muy distantes, convirtiéndola en la imagen más profunda del universo jamás tomada. Entonces, si esa pequeña mancha contiene miles, imagine cuántas galaxias más podrían encontrarse en otros lugares.

El telescopio Hubble fue uno de los mejores instrumentos con los que la humanidad ha podido contar y estimar galaxias. El Hubble estuvo en órbita desde 1990. Inicialmente tuvo una distorsión en su lente principal que fue corregida durante la visita al transbordador en 1993. Durante sucesivos viajes espaciales el Hubble ha sido reparado y mejorado, hasta la última misión del transbordador en mayo de 2009. En el año 2020, el Telescopio Espacial James Webb será puesto en órbita y de él se espera obtener información relevante sobre las primeras galaxias en el universo, algo así como un verdadero viaje en el tiempo y el espacio.