¿Por qué las galaxias tienen diferentes formas? La vida de una galaxia

La impresión de un artista del Disco de Wolfe, una galaxia de disco masiva en el universo temprano.

Mira hacia el cielo nocturno y verás las estrellas de cientos de miles de millones de galaxias. Algunas galaxias son discos azules arremolinados como nuestra propia Vía Láctea, otras son esferas rojas o deformes, desorden grumoso o algo intermedio. ¿Por qué las diferentes configuraciones? Resulta que la forma de una galaxia nos dice algo sobre los eventos en la vida ultralarga de esa galaxia.

Galaxia de disco y galaxia elíptica

En el nivel más básico, hay dos clasificaciones para las formas de galaxias: disco y elíptica. Una galaxia de disco, también llamada galaxia espiral, tiene la forma de un huevo frito, dijo Cameron Hummels, astrofísico teórico de Caltech. Estas galaxias tienen un centro más esférico, como la yema, rodeado por un disco de gas y estrellas: la clara de huevo. La Vía Láctea y nuestra galaxia vecina más cercana, Andrómeda, entran en esta categoría.

En teoría, las galaxias de disco se forman inicialmente a partir de nubes de hidrógeno. La gravedad une las partículas de gas. A medida que los átomos de hidrógeno se acercan, la nube comienza a girar y su masa colectiva aumenta, lo que hace que su fuerza gravitacional también aumente. Finalmente, la gravedad hace que el gas colapse en un disco giratorio. La mayor parte del gas se encuentra en el borde, donde alimenta la formación de estrellas. Edwin Hubble, quien confirmó la existencia de galaxias más allá de la nuestra hace solo un siglo, llamó a las galaxias de disco de tipo tardío porque sospechaba que su forma significaba que se formaron más tarde en la historia del universo, según la NASA.

Alternativamente, las galaxias elípticas, lo que Hubble llamó galaxias de tipo temprano, parecen ser más antiguas. En lugar de rotar, como las galaxias de disco, las estrellas de las galaxias elípticas tienen un movimiento más aleatorio. Según Robert Bassett, un astrofísico observacional que estudia la evolución de las galaxias en la Universidad Swinburne en Melbourne, Australia. Se cree que las galaxias elípticas son producto de una fusión de galaxias. Cuando dos galaxias de igual masa se fusionan, sus estrellas comienzan a tirarse entre sí con la gravedad, interrumpiendo la rotación de las estrellas y creando una órbita más aleatoria, dijo Bassett.

Nuestra Vía Láctea

No todas las fusiones dan como resultado una galaxia elíptica. La Vía Láctea es bastante antigua y grande, pero mantiene su forma de disco. Ha aumentado su masa simplemente dibujando galaxias enanas, que son mucho más pequeñas que nuestra galaxia de origen, y recolectando gas libre del universo. Sin embargo, Andrómeda, nuestra galaxia hermana en forma de disco, en realidad se dirige directamente a la Vía Láctea, dijo Bassett. Así que dentro de miles de millones de años, las dos galaxias en espiral podrían fusionarse y cada uno de los discos estelares del dúo compensará la rotación del otro, creando una galaxia elíptica más aleatoria.

Estas fusiones están lejos de ser instantáneas. Llevan cientos de millones, incluso miles de millones de años. De hecho, hay fusiones en curso que avanzan tan lentamente, desde nuestra perspectiva, que parecen estáticas.

“Básicamente han estado exactamente en el mismo estado, sin cambios para toda la civilización humana”.

Dijo Bassett

Hubble dio a estas galaxias su propia clasificación: galaxias irregulares. Cuando se observan, “generalmente son un revoltijo con múltiples componentes”, dijo Hummels. “Las galaxias irregulares simplemente parecen un gran choque de trenes”, añadió Bassett.

¿Y las galaxias lenticulares?

Finalmente, una forma menos común, las galaxias lenticulares parecen ser una mezcla entre una elíptica y una galaxia de disco. Puede ser, dijo Bassett, que cuando una galaxia de disco consume todo su gas y no puede formar nuevas estrellas, las estrellas existentes comienzan a interactuar. Su tirón gravitacional crea una forma que parece una lenteja, una especie de elíptica pero que sigue siendo un disco giratorio.

Lo que los científicos han descubierto hasta ahora sobre las galaxias y sus formas 3D se ha inferido utilizando miles de imágenes 2D y basándose en otras propiedades, como el color y el movimiento de las galaxias, para completar los espacios en blanco, dijo Bassett.

Por ejemplo, la edad más joven de las galaxias de disco se corrobora por su color azul. Las estrellas azules son generalmente más grandes, y arden más rápido y más calientes (la luz azul tiene una frecuencia más alta y, por lo tanto, es más enérgica que la luz roja). Mientras tanto, las galaxias elípticas están llenas de estrellas más antiguas, llamadas enanas rojas, que no se están quemando tan rápido ni tan calientes.

Aún así, a pesar de todo lo que hemos aprendido sobre las enormes estructuras celestes que nos rodean, todavía hay muchas cosas que no sabemos. Dijo Hummels.

“La formación y evolución de galaxias es una de las mayores cuestiones abiertas en el campo de la astronomía y la astrofísica”.

Dijo Hummels

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