Las galaxias

驴Que es una galaxia?

Una galaxia es un conjunto de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo c贸smico, materia oscura y energ铆a unidas gravitatoriamente en una estructura m谩s o menos definida.

Se estima que existen al menos 2 billones de galaxias en el universo observable.

La mayor铆a de las galaxias tienen un di谩metro entre cien y cien mil parsecs y est谩n usualmente separadas por distancias del orden de un mill贸n de parsecs.

Muchas de las galaxias est谩n dispuestas en una jerarqu铆a de agregados, llamados c煤mulos, que a su vez pueden formar agregados m谩s grandes, llamados superc煤mulos. Estas estructuras mayores est谩n dispuestas en hojas o en filamentos rodeados de inmensas zonas de vac铆o en el universo.

Tipos de Galaxias

Hist贸ricamente, las galaxias se han clasificado de acuerdo a su forma.

En 1926, Edwin Hubble, uno de los m谩s importantes astr贸nomos estadounidenses del siglo XX, estableci贸 la secuencia de Hubble: una clasificaci贸n de tipos de galaxias por su forma aparente, en forma de diapas贸n.

Secuencia de Hubble.

Podemos distinguir por su estructura las siguientes clases de galaxias:

Galaxias el铆pticas

Las galaxias el铆pticas (E0-7) tienen la forma de una elipse, con una distribuci贸n bastante uniforme de las estrellas por todas partes.
El n煤mero tras la E indica el grado de excentricidad. Las galaxias E0 son casi esf茅ricas, mientras E7 son muy aplanadas.

S贸n ejemplos de galaxias el铆pticas: M32, M59, M60, M87, M105, M110, M49 y M39.

Galaxias lenticulares

Las galaxias lenticulares (S0 y SB0) parecen tener una estructura de disco con una concentraci贸n de estrellas central proyect谩ndose de 茅l. Pero carecen de brazos espirales.

Podemos observar por ejemplo: M84, M85 y NGC 3115.

Galaxias espirales

Las galaxias espirales (Sa-d) tienen una concentraci贸n de estrellas central y un disco aislado que presenta brazos espirales. Los brazos est谩n centrado alrededor de la protuberancia, variando de los muy arremolinados y poco definidos (Sa) a los muy sueltos y definidos (Sc y Sd).

Podemos observar galaxias espirales como: M81, M51 y NGC 2841.

Galaxias espirales barradas

las galaxias espirales barradas (SB0/a-d) tienen una estructura en espiral similar a las galaxias espirales pero los brazos se proyectan desde el final de una "barra" central en lugar de emanar de una concentraci贸n central de estrellas.

Se piensa que la barra act煤a como un mecanismo que canaliza el gas interestelar desde los brazos espirales hacia el centro a trav茅s de resonancia orbital, encauzando el flujo para crear estrellas nuevas.

Destacamos para su observaci贸n M83, NGC 1300, NGC 4921, NGC 1300 o NGC 1073.

Galaxias espirales intermedias

Las Galaxias espirales intermedias (SAB0/a-c) tienen una morfolog铆a intermedia entre las galaxias espirales y las galaxias espirales barradas.

Algunos ejemplos son: M65, M66, M106, NGC 253 y NGC 2403.

Galaxias irregulares

Las galaxias irregulares (Irr) no tienen una forma definida y son, normalmente, el resultado de perturbaciones provocadas por la atracci贸n gravitacional de galaxias vecinas. Se dividen en Irr-I, que muestran estructura espiral deformada, e Irr-II para las galaxias que no encajan en ninguna otra categor铆a.

Son galaxias irregulares: M82 y NGC 1427A.

Composici贸n de los diferentes tipos de galaxias

Observaciones m谩s recientes nos han dado la siguiente informaci贸n sobre estos tipos:

  • Las galaxias el铆pticas suelen tener poco gas y polvo y est谩n compuestas principalmente de estrellas antiguas.
  • Las galaxias espirales tienen abundantes existencias de gas y polvo, y tienen una mezcla de estrellas antiguas y j贸venes.
  • Las galaxias irregulares son ricas en gas, polvo y estrellas j贸venes.

Observaci贸n de galaxias

Seguramente una galaxia es uno de los objetos de cielo profundo m谩s majestuoso que podamos observar.
Y adem谩s son f谩cilmente observables con modestos aparejos astron贸micos.

Las galaxias visibles a simple vista

Las galaxias visibles sin telescopio son vecinas de nuestro Grupo Local:

V铆a L谩ctea

La V铆a L谩ctea, es una galaxia espiral barrada, en cuya periferia se encuentra el Sol y todo su sistema.

La edad de la V铆a L谩ctea se situar铆a en torno a los 13.600 millones de a帽os.

Como formamos parte de ella lo que podemos ver son las estrellas que forman parte del brazo en el que estamos incluidos, que se muestra como un reguero blanquecino que cruza el cielo nocturno.

M31 / NGC 224 鈥 Galaxia de Andr贸meda

La galaxia de Andr贸meda, situada a m谩s de dos millones de a帽os-luz. Gira como contrapeso de la V铆a L谩ctea. Tiene siete brazos espirales, conformada por estrellas j贸venes y dos peque帽as galaxias el铆pticas que gravitan como si fueran sus sat茅lites.

Situada a 2,5 millones de a帽os luz, es, junto con nuestra propia galaxia, la m谩s grande y brillante de las galaxias del Grupo Local.

Las Nubes de Magallanes

Las Nubes de Magallanes, son dos galaxia enanas que aparecen formando dos porciones de estrellas y material interestelar, observables desde el hemisferio sur.

Aunque hist贸ricamente se consideraba que orbitaban en torno a la V铆a L谩ctea, estudios recientes lo han descartado.

La Gran Nube de Magallanes (LMC) y la Peque帽a Nube de Magallanes (SMC 鈥 NGC 292), son visibles desde el hemisferio austral en noches con cielo limpio de nubes y sin luna. Aparecen como dos peque帽as manchas blanquecinas, opuestas a la constelaci贸n de Crux desde el punto de vista del polo sur celeste.

La Gran Nube tiene unos ocho grados de tama帽o angular en el cielo, lo que supone unas 16 veces el di谩metro de la Luna tal como la vemos a ojo desnudo. Vista en el cielo, la Gran Nube de Magallanes es enorme, tanto que no son necesarios los telescopios para apreciar algunos de sus objetos m谩s destacados, como la gigantesca Nebulosa de la Tar谩ntula, bautizada as铆 porque su aspecto recuerda al de una ara帽a.
Pero eso es lo que parece, ya que, realmente, la Gran Nube es una galaxia diminuta, de s贸lo unos 20.000 a帽os luz de di谩metro, m谩s o menos la quinta parte de los 100.000 a帽os luz que se cree que tiene la V铆a L谩ctea. Entre ambas hay una distancia aproximada de unos 160.000 a帽os luz.

La Peque帽a Nube de Magallanes s贸lo tiene 9.000 a帽os luz de di谩metro y est谩 a casi 200.000 a帽os luz de distancia, pero a pesar de ello se ve perfectamente sin ayuda 贸ptica cerca de su hermana mayor, ocupando en el cielo una extensi贸n angular de unos tres grados, unas seis veces el tama帽o de la Luna, por lo que tambi茅n su apariencia es grande.

Galaxias visibles con peque帽os telescopios

Con un peque帽o instrumento astron贸mico como unos prism谩ticos o un telescopio de iniciaci贸n ya podemos disfrutar de la observaci贸n de galaxias.

M81 / NGC 3031 鈥 GALAXIA DE BODE (BODE'S GALAXY)

La galaxia M81, descubierta en 1774, es la principal de un grupo de galaxias, el cual es comparable a nuestro Grupo Local. Su n煤cleo es muy denso, y se piensa que en 茅l se aloja un agujero negro supermasivo.

M82 / NGC 3034 鈥 GALAXIA DEL CIGARRO (CIGAR GALAXY)

脡ste es un ejemplo de galaxia 鈥淪tarburst鈥 (galaxia con brote estelar), ya que registra en su regi贸n central, una muy elevada tasa de nacimiento de estrellas; muy superior a una galaxia normal.
Es la m谩s brillante galaxia infrarroja, debido a las numerosas estrellas j贸venes que alberga. En una peque帽a 谩rea cerca del n煤cleo, hay muchas m谩s estrellas que en toda la V铆a L谩ctea; se estima que se forman tres veces m谩s por a帽o. Las supernovas aparecen a un ritmo de una por d茅cada, varias veces el de nuestra propia galaxia.
Est谩 muy ligada a M81 (pertenece al mismo grupo de galaxias), y ha tenido un encuentro cercano con ella hace unos 600 millones de a帽os, lo cual explicar铆a el fen贸meno 鈥淪tarburst鈥. Hubo un segundo encuentro hace 10 millones de a帽os.
Es visible durante todo el a帽o en el hemisferio norte.

NGC 253 鈥 GALAXIA DEL ESCULTOR (SCULPTOR GALAXY)

Inclinada 78潞 desde nuestro punto de vista, es una galaxia espiral barrada, similar a M82 dado que en ella se producen fen贸menos 鈥淪tarburst鈥; impresionantes vientos generados en el n煤cleo colisionan con gas, disparando la formaci贸n de estrellas. En el centro existe un cluster visible a magnitud 14, conteniendo tal vez 1,5 masas solares. Esto se debe posiblemente a la acreci贸n de un cuerpo de un mill贸n de masas solares, ocurrido hace 10 millones de a帽os, que se supone que es lo que ha disparado esta serie de fen贸menos.
Es la galaxia m谩s brillante del 鈥淕rupo de Sculptor鈥, el c煤mulo de galaxias m谩s cercano a nuestro Grupo Local. Por sus caracter铆sticas, se estudia NGC253 en diversas longitudes de onda diferentes a la luz visible.
Es visible en el hemisferio norte en oto帽o tard铆o, por un corto per铆odo de tiempo.

M63 / NGC5055 鈥 GALAXIA DEL GIRASOL (SUNFLOWER GALAXY)

Es parte de un grupo de galaxias, que interaccionan gravitacionalmente: M51, NGC5023, y la d茅bil UGC8320. Se calcula que su n煤cleo, tiene 900 millones de masas solares.
Aparte de sus regiones 贸pticamente visibles, la galaxia est谩 compuesta de un disco de hidr贸geno neutro (el cual no es visible con telescopios de aficionado). Se la denomina 鈥済alaxia floculenta鈥, debido a que su estructura est谩 formada por multitud de segmentos de brazos espirales.
Es considerada por algunos la m谩s bella galaxia del Cat谩logo Messier.
Podemos verla durante todo el a帽o.

M101 / NGC 5457 鈥 GALAXIA DEL MOLINETE (PINWHEEL GALAXY)

M101 es una galaxia que podemos ver de cara. Tiene aproximadamente el doble de tama帽o que nuestra V铆a L谩ctea.
Hay dentro de ella muchas regiones de formaci贸n de estrellas, compuestas por hidr贸geno ionizado (H II). Muchas de estas estrellas pueden verse como puntos brillantes in telescopios de aficionado. Se piensa que la galaxia ha interactuado con otros miembros de su grupo (NGC5477, NGC5474, UGC8837), unos pocos cientos de millones de a帽os atr谩s, lo cual ha inducido la creaci贸n de las regiones de H II.
Es visible todo el a帽o.

M64 / NGC 4826 鈥 GALAXIA DEL OJO NEGRO (BLACK EYE GALAXY)

M64 es otro caso de galaxia LINER, debido a su efecto 鈥淪tarburst鈥 en el n煤cleo. Se caracteriza porque su n煤cleo es qu铆micamente diferente al resto de la galaxia; el gas en el disco exterior gira en sentido contrario al resto del gas y estrellas de la galaxia. Esto puede ser debido a la acreci贸n en el pasado de una galaxia sat茅lite enana, rica en gas, aunque otros astr贸nomos sugieren que simplemente naci贸 con esas caracter铆sticas.
El telescopio espacial Hubble, adem谩s de las regiones de creaci贸n de estrellas, ha identificado gran n煤mero de regiones H II (hidr贸geno ionizado).
Es observable desde el hemisferio norte en marzo, abril y mayo.

M51 / NGC 5194 鈥 GALAXIA DEL REMOLINO (WHIRLPOOL GALAXY)

Las primeras fotos de M51, que nos muestran toda su belleza, datan de 1889; aunque su descubrimiento se debe a Charles Messier, en 1773.
Tal como otras galaxias que hemos visto, M51 tiene regiones H II e interacciones con otras galaxias (NGC5195 en este caso), que provocan el nacimiento de unas 4 estrellas por a帽o dentro de ella. Apenas m谩s peque帽a que la V铆a L谩ctea, unos 87.000 a帽os luz, apenas tiene el 10% de su masa.
Es visible durante todo el a帽o en el hemisferio norte.

M104 / NGC 4594 鈥 GALAXIA DEL SOMBRERO (SOMBRERO GALAXY)

A diferencia de otras galaxias, que gracias al telescopio espacial Hubble sabemos exactamente la distancia a la que se encuentran, M104 se estima que est谩 ubicada a 44,7 millones de a帽os luz, aunque otras estimaciones la ubican a s贸lo 28. En cualquier caso, desde nuestro punto de vista est谩 ubicada dentro de la Constelaci贸n de Virgo, aunque no pertenece a ella.
Tiene un caracter铆stico anillo de polvo interestelar, constitu铆do por part铆culas de un tama帽o de micrones, pero que por s铆 solo tiene una masa de 10 millones de soles.
Fue una de las primeras galaxias donde se descubri贸 en su centro, en 1988, un objeto supermasivo, que se cree es un agujero negro.
Se puede observar en el hemisferio norte en primavera (Abril / Mayo).

M33 / NGC 598 鈥 GALAXIA DEL TRI脕NGULO (TRIANGULUM GALAXY)

Esta galaxia pertenece al Grupo Local, de la que es la tercera en tama帽o. Es adem谩s, una de las m谩s cercanas a la V铆a L谩ctea. Desde nuestro punto de vista, M33 gira en sentido anti-horario, y tarda 200 millones de a帽os en dar una revoluci贸n completa.
A diferencia de otras galaxias, no tiene un objeto s煤per masivo en el centro. De nuevo, el telescopio espacial Hubble ha sido de gran ayuda para estimar la distancia que nos separa a ella. Est谩 ubicada apenas un poco m谩s alejada que la Galaxia de Andr贸meda, a unos 2,74 millones de a帽os luz.
Es un objeto que puede verse a simple vista (siempre condicionado por la calidad del cielo), y en oto帽o desde el hemisferio norte.

Din谩mica de galaxias

Las galaxias bagan por el cosmos con una direcci贸n y velocidad pr貌pia, y a veces las galaxias se acercan demasiado y chocan entre s铆.

La V铆a L谩ctea, dentro de cinco mil millones de a帽os, colisionar谩 con Andr贸meda, su vecina gal谩ctica m谩s cercana, dando lugar a una galaxia que probablemente ser谩 de tipo espiral llamada Lact贸meda. Las galaxias son tan grandes y est谩n tan expandidas en los extremos que, aunque se choquen entre s铆, los planetas y los sistemas solares a menudo no llegan a colisionar.

C煤mulos de galaxias

La galaxias no se distribu茂en uniformemente en el espacio, sin贸 que se agrupan formando c煤mulos.

Un c煤mulos de galaxias, o agrupaci贸n gal谩ctica, es una estructura que se compone de galaxias agrupadas por la fuerza de gravedad.

Estos conjuntos corresponden a las estructuras unidas por la fuerza de gravedad m谩s grandes conocidas en el universo y se crey贸 que eran de las estructuras conocidas m谩s grandes en el universo hasta la d茅cada de 1980, en la que se descubrieron los superc煤mulos.

Las distintas agrupaciones de galaxias que conforman el universo se llaman grupos, c煤mulos y superc煤mulos seg煤n su tama帽o y el n煤mero de galaxias que contienen. Que van desde peque帽os grupos con una decena de galaxias hasta grandes c煤mulos de miles de galaxias.

A los conjuntos peque帽os de galaxias a menudo se les refiere como grupos de galaxias.

Los superc煤mulos son estructuras m谩s complejas formadas por centenares o miles de c煤mulos gal谩cticos interaccionando gravitatoriamente entre s铆.

Grupos de galaxias

Caracter铆sticas de los grupos de galaxias:

  • Contienen menos de 50 galaxias
  • Tienen un di谩metro de unos 2 Mpc
  • Tienen una masa del orden de 1013 masas solares
  • La dispersi贸n de velocidades es del orden de 150 km/s

Algunos grupos de galaxias destacables son el Grupo Local, en el que se encuentra nuestra galaxia; La Via l谩ctea, el Quinteto de Stephan; Un fotog茅nico grupo de cuatro galaxias unidas gravitatoriamente, m谩s una superpuesta visualmente, descubierto en 1877 por el astr贸nomo 脡douard Stephan y el Cuarteto de Robert.

El astr贸nomo Paul Hickson cre贸 en 1982 un cat谩logo de grupos de galaxias llamado los Grupos Compactos de Hickson.

C煤mulos de Galaxias

Los c煤mulos de galaxias tienen las siguientes propiedades:

  • Contienen entre50 y 1000 galaxias, gases que emiten rayos X de alta temperatura y grandes cantidades de materia oscura.
  • La distribuci贸n de los tres componentes es aproximadamente la misma en el c煤mulo.
  • Tienen una masa total de 1014 a 1015 masas solares.
  • Por lo general tienen un di谩metro entre los 2 y 10 Mpc (ver 1023 m para ver comparaciones de distancia).
  • La extensi贸n de las velocidades de las galaxias individuales es de aproximadamente entre 800 y 1000 km/s.
  • La distancia media entre c煤mulos es del orden de 10 Mpc.

Algunos c煤mulos de galaxia destacables que se encuentran en el universo cercano son el C煤mulo de Virgo, el C煤mulo de Fornax, el c煤mulo de H茅rcules y el C煤mulo de Coma.

Superc煤mulos de galaxias

Los superc煤mulos son agrupaciones que se comportar铆an de forma parecida a los c煤mulos, solo que en ellas las part铆culas elementales que lo constituyen ya no ser铆an galaxias individuales, sino grupos y c煤mulos gal谩cticos enteros que se mueven confinados en su colosal campo gravitatorio.

M谩s all谩 de los superc煤mulos

La materia del universo visible se distribuye a lo largo de estructuras colosales que reciben el nombre de filamentos o muros seg煤n su forma, quedando gran cantidad de regiones huecas, llamadas vac铆os, sin apenas materia luminosa.

M茅todos de observaci贸n de c煤mulos de galaxias

Los c煤mulos de galaxias se han encontrado en sondeos mediante diversas t茅cnicas de observaci贸n y se han estudiado en detalle utilizando diversos m茅todos:

  • 脫ptico o infrarrojo: Las galaxias individuales de los c煤mulos pueden estudiarse mediante im谩genes 贸pticas o infrarrojas y espectroscopia. Los c煤mulos de galaxias se detectan con telescopios 贸pticos o infrarrojos mediante la b煤squeda de sobredensidades, y luego se confirman encontrando varias galaxias con un desplazamiento al rojo similar. Las b煤squedas en el infrarrojo son m谩s 煤tiles para encontrar c煤mulos m谩s distantes (mayor desplazamiento al rojo).
  • Rayos X: El plasma caliente emite rayos X que pueden ser detectados por telescopios de rayos X. El gas del c煤mulo puede estudiarse mediante im谩genes y espectroscopia de rayos X. espectroscopia de rayos X. Los c煤mulos ocupan un lugar destacado en los sondeos de rayos X y, junto con los AGN, son los m谩s brillantes en este campo. junto con los AGN, son los objetos extragal谩cticos emisores de rayos X m谩s brillantes.
  • Radio: En los c煤mulos se han encontrado varias estructuras difusas que emiten radiofrecuencias. Los grupos de fuentes de radio (que pueden incluir estructuras difusas o AGN) se han utilizado como trazadores de la ubicaci贸n de los c煤mulos. A alto desplazamiento al rojo en torno a fuentes de radio individuales (en este caso AGN) para detectar protoc煤mulos (en este caso AGN). para detectar protoc煤mulos (c煤mulos en proceso de formaci贸n).
  • Efecto Sunyaev-Zel'dovich: Los electrones calientes del medio intrac煤mulo dispersan la radiaci贸n del fondo c贸smico de microondas mediante la dispersi贸n Compton inversa. Esto produce una "sombra" en el fondo c贸smico de microondas observado en algunas radiofrecuencias.
  • Lentes gravitacionales: Los c煤mulos de galaxias contienen suficiente materia como para distorsionar las orientaciones observadas de las galaxias situadas detr谩s de ellos. las orientaciones observadas de las galaxias situadas detr谩s de ellos. Las distorsiones observadas pueden para modelar la distribuci贸n de la materia oscura en el c煤mulo.


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