Galaxia

5

Distribución de las galaxias

En general, las galaxias no están aisladas en el espacio sino que suelen ser miembros de agrupaciones de tamaño pequeño o medio, que a su vez forman grandes cúmulos de galaxias. Nuestra galaxia pertenece a una agrupación pequeña de unas 20 galaxias que los astrónomos llaman el Grupo Local. La Vía Láctea y la galaxia Andrómeda son los dos miembros mayores, con 100.000 o 200.000 millones de estrellas cada una. Las Nubes de Magallanes son tres galaxias satélites cercanas, pero pequeñas y débiles, con 100 millones de estrellas aproximadamente.

El cúmulo más cercano es Virgo, que junto con el Grupo Local y otros cúmulos forma el Supercúmulo Local. Todos estos cúmulos se mueven en la misma dirección; la razón de esto podría ser otro supercúmulo escondido a la vista por nuestra propia galaxia, ya que se tiene conocimiento de supercúmulos a una distancia de hasta 300 millones de años luz. Algunos teóricos sugieren que la causa podría ser un “anillo” cósmico, una grieta unidimensional en la estructura del espacio-tiempo.

Por lo general, la distribución de cúmulos y supercúmulos en el Universo no es uniforme, sino que supercúmulos de decenas de miles de galaxias están dispuestos en largos filamentos, fibrosos y con forma de lazo, separados por grandes vacíos. La Gran Muralla, un filamento galáctico descubierto en 1989, se extiende a lo largo del espacio a más de 500 millones de años luz. Los cosmólogos suponen que la materia oscura, un material hipotético que no irradia ni refleja la radiación electromagnética, puede existir en cantidades suficientes como para generar campos gravitatorios responsables de la estructura heterógenea del Universo.

Las galaxias más distantes conocidas, cerca del límite del universo visible, son objetos débiles y azules. Las imágenes de estos objetos se pueden obtener dirigiendo un telescopio hacia las regiones aparentemente vacías del cielo, utilizando un detector de carga acoplada de estado sólido para concentrar la luz débil y procesando después estas imágenes en un ordenador o computadora. Una de las galaxias más lejanas, y la más pequeña descubierta hasta el momento (alrededor de un millón de estrellas), fue detectada por los telescopios Keck del Observatorio Mauna Kea de Hawai gracias a la existencia del cúmulo de galaxias Abell 2218, que actuó como lente gravitacional, haciendo que el brillo de la galaxia fuera 30 veces mayor. El estudio de la señal recibida por estos telescopios junto con la observación de unas imágenes obtenidas por el telescopio espacial Hubble en 1995 y 1998 permitió anunciar su descubrimiento. Se han detectado galaxias más lejanas, pero ninguna tan pequeña y de tan poca masa. Los científicos piensan que puede tratarse de un sistema estelar que terminaría uniéndose a otros grupos de estrellas similares para formar una “auténtica” galaxia.

Las galaxias, que se alejan de la Tierra a una velocidad aproximada al 88% de la velocidad de la luz, pueden haberse formado alrededor de 2.000 millones de años después del origen del Universo.

6

Rotación de las galaxias espirales

Estrellas y nubes de gas orbitan alrededor del centro de sus galaxias. Los periodos orbitales son del orden de cientos de millones de años. Estos movimientos se han estudiado midiendo las posiciones de las líneas espectrales de la galaxia. En las galaxias espirales, las estrellas se mueven en órbitas circulares a velocidades que aumentan al crecer las distancias al centro. En los bordes del disco espiral se han medido velocidades de 300 km/s a distancias de 150.000 años luz.

Esta relación entre la velocidad y la distancia al centro es diferente en el Sistema Solar, donde, por ejemplo, las velocidades de los planetas disminuyen cuando aumenta la distancia al Sol. Esta diferencia indica que la masa de una galaxia no está tan concentrada en el centro como lo está la masa del Sistema Solar. Gran cantidad de masa de una galaxia se sitúa a mucha distancia del centro, pero tiene una luminosidad tan débil que se ha detectado sólo por su atracción gravitatoria. Estudios sobre velocidades de las estrellas en las galaxias externas han fortalecido la teoría de que gran parte de la masa del Universo consta de materia oscura.

7

Radiación desde una galaxia

El conocimiento del aspecto de una galaxia está basado en observaciones ópticas. El conocimiento de la composición y movimientos de las estrellas individuales se basa en los estudios espectrales de la región óptica. Gran cantidad de detalles de la estructura galáctica se conocen a partir de las investigaciones en la región de radio del espectro electromagnético ya que el gas hidrógeno de los brazos espirales de una galaxia irradia en esta región. El polvo caliente del núcleo y de los brazos espirales de una galaxia irradia en la zona infrarroja del espectro. Algunas galaxias irradian más energía en la región óptica (véase Astronomía infrarroja).

Observaciones recientes de rayos X han confirmado que los halos galácticos contienen gas a temperaturas de millones de grados. La emisión de rayos X se observa también en objetos tan variados como los cúmulos globulares, fragmentos de supernova y gas caliente en cúmulos de galaxias. Las observaciones de la región ultravioleta revelan también las características del gas del halo, así como los detalles de la evolución de las estrellas jóvenes de las galaxias (véase Astronomía ultravioleta).