Todas las estrellas visibles a simple vista desde la superficie terrestre pertenecen a nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Las galaxias son los mayores conjuntos de miles de
millones de estrellas en el Universo, todas interaccionando
gravitatorialmente y orbitando alrededor de un centro común. Todas las
estrellas visibles a simple vista desde la superficie terrestre
pertenecen a nuestra galaxia, la Vía Láctea .
El Sol es solamente una estrella de esta galaxia.
Además de estrellas y planetas, las galaxias contienen cúmulos de
estrellas, hidrógeno atómico, hidrógeno molecular, moléculas complejas
compuestas de hidrógeno, nitrógeno, carbono y silicio entre otros
elementos, y rayos cósmicos.
La Vía Láctea
La galaxia a la cual pertenece el Sol, nuestra estrella, es conocida
como Vía Láctea. Su nombre se debe a que en las noches se la puede ver
como una franja blanquecina que cruza el cielo.
Es claramente una galaxia espiral ordinaria, con cerca de 200 mil
millones de estrellas y 100 mil años-luz de diámetro. El sol se
encuentra en uno de los brazos de la Vía Láctea a 25 mil años-luz del
centro de ella, girando en torno a su centro en un poco más de 200
millones de años.
La idea de la Vía Láctea como la conocemos es obra del alemán Immanuel Kant,
quien en 1755 postuló que el Sol y las estrellas forman un sistema que
gira en torno a su centro, en órbitas que tienden a situarse en el mismo
plano.
Así la franja blanquecina que vemos en el cielo correspondería a el
plano principal de la Vía Láctea. Incluso llegó a suponer que algunas
pequeñas nebulosas, o que parecían serlo con los instrumentos de la
época, eran sistemas estelares externos a la Vía Láctea, y semejantes a
ella en su estructura. Aunque ya se tenía una idea de la estructura de
la Vía Láctea y las galaxias, debieron pasar más de 100 años para que se
llegara a tener una idea del tamaño de nuestra galaxia.
Estudio de las galaxias
El estudio de las galaxias está dentro del campo de la cosmología, el estudio de la evolución del universo en su mayor escala.
Un astrónomo persa, llamado Al – Sufi, ha sido reconocido como el
primero en descubrir el débil fragmento de luz en la constelación
Andrómeda (en la imagen) que sabemos ahora que es una galaxia compañera
de la nuestra. En 1780, el astrónomo francés Charles Messier publicó una
lista de objetos no estelares que incluía 32 objetos que son, en
realidad, galaxias. Estas galaxias se identifican ahora por sus números
Messier (M); la galaxia Andrómeda, por ejemplo, se conoce entre los
astrónomos como M31.
En la primera parte del siglo XIX, miles de galaxias fueron
identificadas y catalogadas por William y Caroline Herschel, y John
Herschel. Desde 1900, se han descubierto en exploraciones fotográficas
gran cantidad de galaxias. Estas, ha enormes distancias de la Tierra,
aparecen tan diminutas en una fotografía que resulta muy difícil
distinguirlas de las estrellas. La mayor galaxia conocida tiene
aproximadamente trece veces más estrellas que la Vía Lactea.
En 1912 el astrónomo estadounidense Vesto M. Slipher, trabajando en
el observatorio Lowell de Arizona, EE.UU., descubrió que las líneas
espectrales de todas las galaxias se habían desplazado hacia la región
espectral roja. Su compatriota Edwin Hubble interpretó esto como una
evidencia de que todas las galaxias se alejaban unas de otras y llegó a
la conclusión de que el Universo se expandía. No se sabe si continuará
expandiéndose o si contiene materia suficiente para frenar la expansión
de las galaxias, de forma que éstas, finalmente, se junten de nuevo.
Formación de las Galaxias
Expansión del Universo: A comienzos de siglo Edwin Hubble descubrió
que todas las galaxias se alejan de la Vía Láctea con velocidades
proporcionales a la distancia a que se encuentran de ella. La respuesta a
este fenómeno es la expansión del universo.
Todas las galaxias se alejan entre sí y por lo tanto retrocediendo en el
pasado llegaríamos a un momento en el cual todo el universo se
encontraba concentrado en un solo punto.
¿Seguirá el universo expandiendose infinitamente?: Existen dos
posibles respuestas a esta pregunta: Si la velocidad de expansión del
universo es mayor que una cierta velocidad crítica, se seguirá
expandiendo eternamente y morirá de frío. Si la velocidad de expansión
es menor que esta velocidad crítica, la expansión se detendrá por la
acción de la gravedad, y el universo comenzaría a contraerse hasta
volver a concentrarse todo en un mismo punto.
También existe una posibilidad intermedia en que el universo sería
capaz de frenar su expansión pero en el infinito, lo cual corresponde a
una velocidad de expansión igual a la crítica.
¿Cómo se formaron las Galaxias?
La expansión del universo comenzó con una gran explosión, el
Big-Bang. En sus primeros 700 mil años la materia del universo estaba
distribuida de manera homogénea, pero a partir de ese momento pequeñas
inhomogeneidades en él pueden haber aumentado debido a la gravedad, a
partir de estas se formarían los cúmulos de galaxias.
En términos muy resumidos la teoría del Big – Bang, postula que el
Universo comenzó súbitamente, a partir de un estado inicial a muy alta
temperatura y densidad, y que comenzó a expandirse entre 10 y 20 mil
millones de años atrás. Antes de este estallido, toda la materia del
Universo estaría concentrada en un conglomerado conocido como “huevo
cósmico”: todo estaba allí, comprimido en un punto sin volumen y con
todo el cosmos dentro de él. Esto es lo que en física se llama una
singularidad. Dentro de ella ni el espacio ni el tiempo pueden existir.
Por lo tanto, el comienzo de la expansión representó la creación del
Universo. Antes de la expansión no sólo no había materia, sino tampoco
espacio ni tiempo. La singularidad es, entonces, un límite en el tiempo
para todas las cosas. De este modo, la pregunta “¿qué había antes del
Big Bang?” deja de tener sentido.
No existe un “antes” del Big Bang , pues no existía el tiempo.
También pierde sentido la pregunta “¿qué causó el Big Bang?”, porque la
“causa” un orden temporal (una causa siempre viene antes de un efecto),
orden que no existía sino hasta el instante del comienzo de la
expansión.
¿Por qué algunos fragmentos de materia dieron origen a galaxias espirales, y otros a elípticas?
Al parecer si la velocidad de rotación es baja y su densidad es alta,
será muy difícil contrarrestar la gravedad y se formará una galaxia
elíptica. Pero si su velocidad de rotación es mayor, la gravedad sólo
podrá contraer la galaxia en la dirección del eje de rotación y se
formará una galaxia espiral.
Clasificación de las galaxias
Cuando se utilizan telescopios potentes, en la mayor parte de las
galaxias sólo se detecta la luz mezclada de todas las estrellas; sin
embargo, las más cercanas muestran estrellas individuales. Las galaxias
presentan una gran variedad de formas.
Las galaxias vienen en distintos tamaños: galaxias enanas, galaxias
promedio, y galaxias masivas. La Vía Láctea es una galaxia espiral
promedio. Tiene dos galaxias satélite que la orbitan. Estas galaxias
enanas irregulares son la Pequeña y la Gran Nube Magallánica,
descubiertas por el explorador Magallanes.
El sistema más simple de clasificación de galaxias, inventado por
Edwin P. Hubble, clasifica las galaxias como espirales, elípticas, o
irregulares.
Galaxias elípticas: Se caracterizan morfológicamente por una
estructura muy regular. Su densidad estelar es mucho mayor en el núcleo
que en la periferia, lo cual las hace poseer un alto brillo superficial
en la zona nuclear. Tienen un alto grado de simetría, cubriendo la gama
de formas que va desde las galaxias esféricas a las elípticas. Están
constituidas principalmente por estrellas amarillas y rojas, de
temperaturas iguales o menores que el Sol. Todas son estrellas viejas
formadas hace más de 12 mil millones de años. Casi no poseen manchas o
regiones oscuras.
Galaxias espirales: Poseen dos componentes: un componente
esférico con un halo de alta concentración central, que se asemeja mucho
a una galaxia elíptica, y un disco muy achatado, cuyo espesor es
aproximadamente un 10% de su diámetro. En él se encuentran zonas
brillantes y zonas oscuras, que en muchas ocasiones constituyen una
estructura espiral que sale del núcleo y se pierde en la zona externa
del disco.
Las espirales poseen una cierta cantidad de gas y polvo en el disco, a
partir del cual continúan formando estrellas. Los brazos espirales son
los lugares donde se forman las estrellas. Las espirales se encuentran
en rotación en torno a su núcleo.
Galaxias irregulares: Son muy semejantes a las espirales
enanas, pero su tamaño menor parece no haberles permitido desarrollar
una estructura espiral ordenada, formando estrellas en lugares aislados
entre sí, lo que les da su apariencia caótica. Las galaxias irregulares
son poco luminosas.
