¿Qué es una galaxia? Una breve perspectiva
Una galaxia es una unidad astronómica compuesta por un cúmulo de estrellas, planetas y, en la mayoría o posiblemente en todos los casos, un agujero negro supermasivo. De hecho, otro material también forma parte de la galaxia, incluido cualquier cosa agrupada y unida gravitacionalmente a un agujero negro supermasivo. Esto incluye nubes de gas e incluso materia oscura. Por lo general, hay un gran vacío entre las galaxias. Las estrellas rara vez viajan solas por el universo, por lo que la mayoría de las estrellas se encuentran dentro de una galaxia.
El agujero negro supermasivo es el pegamento gravitacional que mantiene unidas las cosas y dirige un movimiento hacia adentro. Técnicamente, no existe una regla de que solo exista un agujero negro supermasivo en una galaxia, y se han encontrado agujeros negros binarios que mantienen unidas a las galaxias. Esto es especialmente cierto en el caso de algunas galaxias que han estado involucradas en una colisión.
En el caso de la Vía Láctea, la galaxia que contiene la Tierra, el agujero negro supermasivo se llama Sagitario A.
¿Qué sucede en una galaxia?
Las nubes gaseosas pueden acumular gas y polvo en entidades en crecimiento que eventualmente se convierten en nuevas estrellas. Una vez que una estrella en formación es lo suficientemente grande como para calentarse bajo presión hasta el punto de desencadenar la fusión, el objeto comienza a emitir energía, incluida la luz visible. La luz puede tardar algún tiempo en llegar a la superficie desde la zona reactiva debido al denso empaquetamiento del material que forma la estrella.
Ahora es una nueva estrella. La presión ligera y las partículas cargadas empujan el exceso de gas hacia afuera. Esto ayuda a despejar el vecindario cerca de la nueva estrella, pero reorganiza el gas sobrante y puede desencadenar el nacimiento de estrellas adicionales. Los planetas también pueden formarse alrededor de la estrella.
No todas las estrellas duran lo mismo. Las estrellas grandes y calientes usan su combustible rápidamente. Otros brillan durante bastante tiempo. Eventualmente, las estrellas agotan su combustible. Esto puede conducir a una nova o supernova, reabasteciendo el gas en la galaxia. Otras posibilidades son estrellas que colapsan y emiten poca o ninguna energía, o en el caso de estrellas grandes y masivas, pueden resultar agujeros negros de masa estelar.
Las estrellas de una galaxia se están formando y quemando constantemente. Una galaxia es un lugar dinámico.
El agujero negro supermasivo del núcleo atrae al resto del material de la galaxia. A medida que el material se acerca al núcleo del agujero negro, se rompe debido a la gravedad en un proceso llamado espaguetificación. Eventualmente, las cosas se rompen y liberan la energía que las mantiene unidas.
Pequeñas partículas subatómicas de cualquier cosa que se acerque a un agujero negro supermasivo comienzan a girar alrededor del agujero negro. La forma de este material en remolino es un disco llamado disco de acreción, que se forma cuando la galaxia está casi plana. Incluso las estrellas se separan en partículas subatómicas cuando caen en el disco de acreción.
Más allá, más allá del campo estelar, la materia oscura forma una nube alrededor de la galaxia. La naturaleza de la materia oscura es un misterio, pero interactúa gravitacionalmente con otra materia e incluso consigo misma.
En resumen, una galaxia es donde se forman y mueren las estrellas y contiene tanto materia bariónica, que es materia normal, como materia oscura, que rodea especialmente la parte visible de la galaxia.
¿Qué son las galaxias satélite?
Algunas galaxias tienen galaxias compañeras más pequeñas en órbita. Se pensaba que la Vía Láctea tenía dos galaxias compañeras, las nubes de Magallanes. Ahora, con tecnología más avanzada, el número ha aumentado significativamente, con algunas pequeñas galaxias compañeras incluso más cerca que las nubes de Magallanes.
¿Qué son las galaxias de brazo espiral?
Una galaxia de brazo espiral tiene brazos que se curvan. El número de brazos varía. En el caso de la Vía Láctea, hay cinco brazos distintos. Los brazos de la Vía Láctea no tienen todos la misma longitud. Más cerca del núcleo de la galaxia probablemente haya un bar. Esto convierte a la Vía Láctea en una galaxia espiral barrada.
Las galaxias espirales barradas pueden ser las más comunes de las galaxias espirales, aunque es difícil determinar si las que están orientadas de tal manera que se ven cerca del plano galáctico (el plano en el que residen la mayoría de las estrellas) están barradas o no. Sin embargo, la protuberancia central es evidente cuando se ve en o cerca del plano galáctico. Esta característica es difícil de observar cuando se ve la galaxia perpendicular al plano galáctico.
¿Qué son las galaxias elípticas?
Las galaxias elípticas son galaxias tridimensionales que aparecen como una elipse independientemente del ángulo visto. No hay protuberancia central. Las galaxias elípticas pueden ser galaxias distorsionadas con estrellas que orbitan bajo la gravedad alrededor de un agujero negro supermasivo. La distorsión puede ser consecuencia de una colisión pasada.
Galaxias inusuales que desafían la teoría actual
¿Qué son las galaxias lenticulares?
Las galaxias lenticulares reciben su nombre porque tienen forma de lente. Las galaxias lenticulares son similares a las galaxias de brazos espirales en que tienen un plano galáctico cerca del cual residen sus estrellas, y es probable que haya una protuberancia central. La diferencia es que no hay brazos espirales.
¿Qué son las galaxias irregulares?
Lo más probable es que las galaxias irregulares sean el resultado de colisiones galácticas pasadas. Las formas irregulares también pueden resultar de casi accidentes donde dos galaxias pasan tan cerca que una distorsiona a la otra. En las colisiones galácticas, el gas se extrae de las estrellas y los dos agujeros negros lo redistribuyen. Las nuevas estrellas se forman a partir de este gas y pueden formarse en un arco a partir de una onda de choque. Las estrellas también pueden salir de sus posiciones debido a los efectos gravitatorios de las masas combinadas de las dos galaxias.
Imágenes de galaxias irregulares
¿Qué son las galaxias activas?
Las galaxias activas tienen un gran disco de acreción alrededor de sus agujeros negros supermasivos. Los chorros que emanan del disco de acreción indican que la galaxia tiene un agujero negro supermasivo que se está alimentando activamente. El gran disco de acreción está compuesto de pequeñas partículas, probablemente de estrellas que las mareas gravitatorias han desgarrado.
Los chorros son partículas cargadas que son expulsadas del disco de acreción. Si el agujero negro supermasivo está girando y contiene una carga, se genera un campo magnético. Una partícula cargada en movimiento en el disco de acreción experimentará una fuerza perpendicular al plano que contiene su movimiento y el campo magnético que actúa sobre él. Esto puede resultar en partículas cargadas que se alejan del núcleo de la galaxia a altas velocidades.
Las galaxias activas son brillantes debido a la luminosidad del disco de acreción. Las partículas en el disco de acreción se calientan debido a la fricción entre ellas. Esto hace que las galaxias activas brillen cerca de sus núcleos.
¿Qué son las galaxias Seyfert?
Las galaxias Seyfert son galaxias activas con discos de acreción luminosos pero brillantes de baja energía. Son similares a los cuásares, pero más cerca, por lo que sus discos galácticos son observables.
¿Qué son los cuásares y los blazares?
Los cuásares son núcleos galácticos distantes de alta luminosidad con discos de acreción grandes y brillantes. Los desplazamientos al rojo extremos en sus líneas espectrales indican que se están alejando de la Tierra a velocidades muy altas, incluso relativistas. Las velocidades relativistas son velocidades que son una fracción significativa de la velocidad de la luz. Ahora se considera que las altas velocidades se deben principalmente a la expansión del espacio.
Dado que los cuásares están tan distantes, hay más distancia para la expansión del espacio entre ellos y la Tierra, lo que hace que los cuásares se alejen a altas velocidades. Debido a que los cuásares son tan distantes, probablemente sean galaxias más antiguas, lo que da una idea de lo que finalmente sucede más adelante en un ciclo galáctico.
Las galaxias activas con chorros de materia emitidos se denominan blazares si el chorro de material ionizado se dirige cerca de la Tierra. Estos chorros son muy luminosos. Esto hace que el blazar parezca más brillante que si estuviera orientado con sus chorros de emisión dirigidos a otra parte. Las partículas pueden ser emitidas a velocidades relativistas.
Más información sobre los cuásares
¿Qué son los cúmulos galácticos?
Las galaxias tienden a agruparse, atraídas entre sí por la gravedad. Además, la investigación actual indica que los filamentos de materia oscura pueden correr de una galaxia a otra. Las galaxias dentro de un cúmulo pueden estar conectadas por una red de materia oscura.