martes, 10 de diciembre del 2019 Fecha
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Las galaxias; Pequeños universos creadores de mundos y vida

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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Nuestyra GALAXIA: Sólo parcialmente la podemos contemplar y, cuando la veámos desde fuera será señal de que, nuestros avances han sido considerables y hemnos podido salir (ahora sí) al espacio exterior, ya que, lo que ahora podemos hacer es andar por las afuera de nuestro barrio. Visitar los mundos vecinos (que ya es una proesa) no será suficiente para las necesidades que en el futuro, tendrá planteada la Humanidad que, en unas pocas decenas de años verá cuadruplicada su población y, para cuando eso llegue…¿Qué podremos hacer? La Tierra, tiene sus límites.

 

 

La Galaxia espiral que acoge a nuestro Sol y a las estrellas visibles durante la noche, además de otros muchos objetos que, por su inmensa lejanía, requieren sofisticados telecopios para poner sus imágenes ante nosotros. Es escrita con G mayúscula para distinguirla de las inmensas pléyades de  galaxias que reúnidas en cúmulos y supercúmulos adornan el Universo en su conjunto. Su disco, el de nuestra Vía Láctea,  es visible a simple vista como una débil banda alrededor del cielo.

Nuestra galaxia tiene tres componentes principales. Uno es el disco de rotación de unas 6×1010 masas solares consistentes en estrellas relativamente jóvenes (población II), cúmulos cubiertos de gas y polvo, estando estrellas jóvenes y material interestelar concentrados en brazos espirales. El disco es muy delgado, de unos 1.000 a. l., comparado con su diámetro de más de 100.000 años luz. Aún continúa una activa formación de estrellas en el disco, particularmente en las nubes moleculares gigantes.

El segundo componente principal es un halo débil y aproximadamente esférico con quizás el 15 – 30% de la masa del disco. El halo está constituido por estrellas viejas (población II), estando concentradas parte de ellas en cúmulos globulares, además de pequeñas cantidades de gas caliente, y se une a un notable bulbo central de estrellas, también de la población II.

 

 

El cúmulo globular M55 desde CFHT

 

Cúmulo Globular M55

 

El tercer componente principal es un halo no detectado (que algunos dicen ser de materia oscura) con una masa total de al menos 4×1011 masas solares. En total, hay probablemente alrededor de 2×1011 estrellas en la Galaxia (unos 200 mil millones), la mayoría con masas menores que el Sol.

 

 

NASA: Dos nuevas imágenes, tomadas por el observatorio Herschel, muestran la elegante constelación en espiral de Andrómeda, tan vistosas como la mítica princesa conocida por su belleza. Las fotos de Andrómeda (en griego antiguo, ‘gobernante de los hombres’)  fueron tomadas desde el citado observatorio de la Agencia Espacial Europea (ESA).
La galaxia de Andrómeda, también conocida como Messier 31, se encuentra a 2,3  millones de años luz y es la más cercana a nuestra Vía Láctea. Se estima que agrupa hasta 1 billón de estrellas, mucho más que la Vía Láctea, que abarca entre 200.000 y 400.000 millones. Sin embargo, los recientes datos sugieren que la masa total de Andrómeda puede ser en realidad menor que la masa de la Vía Láctea.La misión Herschel, desarrollada por la ESA con una significativa contribución de la NASA,  ’lee’ la emisión de la luz infrarroja de longitud de onda más larga de la galaxia, revelando sus anillos de polvo frío. Parte de este polvo es la zona más fría de la Andrómeda, de tan solo unas pocas decenas de grados por encima de los −273ºC, que representan el nivel más bajo posible para la temperatura.

El polvo más caliente está iluminado y se destaca en las partes centrales. Allí, en el núcleo galáctico relleno, nacen las estrellas. Los mismos fenómenos se observan en los anillos de la galaxia, separados uno de otro por ‘tabiques’ de polvo.

 

 

A tan sólo 2,3  millones años luz de distancia, la galaxia de Andrómeda se encuentra como quien dice en nuestra vencidad. Tan cerca,  y con un diámetro de unos 260.000 años luz, que se necesitaron 11 campos diferentes de imágenes del telescopio del satélite Galaxy Evolutión Explortar (GALEX) para crear esta magnífica vista en luz ultravioleta de la galaxia espiral. Mientras que en las imágenes en luz visible de Andrómeda (también conocida como M31) destacan los brazos espirales, en esta vista ultravioleta del GALEX, dominada por estrellas jóvenes, calientes y masivas, los brazos parecen más bien anillos.

Como regiones de intensa formación estelar, estos anillos suponen la evidencia de que Andrómeda colisionó con la pequeña galaxia elíptica vecina M32 hace más de 200 millones de años. La galaxia Andrómeda y nuestra Vía Láctea son los miembros  predominantes del Grupo Local de Galaxias.

 

La edad de la Galaxia es incierta, si bien el disco tiene al menos 10.000 millones de años, mientras que los cúmulos globulares y la mayoría de las estrellas del halo se cree que tienen entre 12.000 y 14.000 millones de años. Una mde las pistas que tenemos para calcular la vida de nuesatra Galaxia, es precisamente, que nosotros estemos aquí. El proceso de nuestra llegada ha requerido un largo tiempo de evolución de muchas cosas. Sobre todo, de las estrellas que fabricaron los materiales necesarios para poder conformarnos.

El Sol se encuentra a una distancia que está entre 26.000 y 30.000 años luz del centro galáctico, en el Brazo de Orión. El mismo centro galáctico se halla en la constelación Sagitarius.

 

 

 

La Vía Láctea es una espiral, aunque las observaciones de su estructura y los intentos de medir las dimensiones de los brazos espirales se ven impedidos por el polvo oscurecedor del disco y por las dificultades en estimar distancias. Es posible que la Galaxia sea una espiral barrada dado que existen algunas evidencias de una estructura en forma de barra en las regiones centrales y el bulbo.

Todas las galaxias son sistemas de estrellas, a menudo con gas y polvo interestelar, unidas por la gravedad. Las galaxias son las principales estructuras visibles del universo. Varían desde las enanas con menos de un millón de estrellas a las supergigantes con más de un billón de estrellas, y un diámetro desde unos pocos cientos a mas de 600.000 años luz. Las galaxias pueden encontrarse aisladas o en pequeños grupos, como el nuestro conocido Grupo Local, o en grandes cúmulos como el Cúmulo de Virgo.

 

 

File:ESO-M87.jpg

Imagen de gran tiempo de exposición de la región central del cúmulo de Virgo en la que se puede apreciar la luz difusa que existe entre las galaxias de éste, producida por estrellas galácticas. Los discos negros corresponden a estrellas que han sido eliminadas en la imagen. La galaxia más grande y brillante es la M87 abajo a la izquierda

Las galaxias se clasifican habitualmente de acuerdo a su apariencia (clasificación de Hubble). A parecen en dos formas principales: espirales (con brazos) y elípticas (sin brazos). Las elípticas tienen una distribución de estrellas suave y concentrada en el centro, con muy poco gas o polvo interestelar. De las espirales hay varios tipos, espirales ordinarias y barradas.  Ambos tipos tienen material interestelar además de estrellas. Las galaxias lenticulares presentan un disco claro, aunque sin brazos espirales visibles.

 

 

Las galaxias irregulares tienen una estructura bastante amorfa e irregular, en ocasiones con evidencias de brazos espirales o barras. Unas pocas galaxias no se parecen a ninguno de estos tipos principales, y pueden ser clasificadas como peculiares. Muchas de éstas son probablemente los resultados de choques entre galaxias que han quedado fusionadas quedando configuradas después de manera irregular.

El tipo de galaxia más numeroso pueden ser las galaxias esferoidales, pequeñas, y relativamente débiles, que tienen forma aproximadamente elíptica.

Se cree que las galaxias se han formado por la acumulación gravitacional de gas, algún tiempo después de la época de la recombinación. Las nubes de gas podrían haber comenzado a formar estrellas, quizás como resultado de las colisiones mutuas. El tipo de galaxia generado podría depender del ritmo al que el gas era transformado en estrellas, formándose las elípticas cuando el gas se convertía rápidamente en estrellas, y las espirales si la transformación de estrellas era lo suficientemente lenta como para permitir crecer de forma significativa un disco de gas.

 

 

Las galaxias evolucionan al convertir progresivamente su gas remanente en estrellas, si bien no existe probablemente una evolución entre las diferentes tipos de la clasificación del conocido sistema de Hubble. No obstante, algunas galaxias elípticas pudieron haberse creado por la colisión y posterior fusión de dos galaxias espirales.

El número relativo de galaxias de los diferentes tipos está íntimamente relacionado con su brillo intrínseco y con el tipo de grupo o cúmulo al que pertenecen. En los cúmulos densos, con cientos o miles de galaxias, una alta proporción de las galaxias brillantes son elípticas y lenticulares, con unas pocas espirales (5 – 10%).

No obstante, la proporción de espirales pudo haber sido mayor en el pasado, habiendo perdido las espirales su gas de manera que ahora se asemejan a los lenticulares, o habiendo sufrido fusiones con otras galaxias espirales e irregulares para convertirse en elípticas. Ya sabéis que nada desaparece, sólo se transforma.

 

 

Colisión gálactica en el cúmulo Abell 1185

 

Colisión galáctica en el cúmulo Abell 1185

 

Fuera de los cúmulos, la mayoría de las galaxias pertenecen a grupos que contienen entre unos pocos y varias docenas de miembros, siendo raras las galaxias aisladas. Las espirales constituyen el 80% de las galaxias brillantes en estos entornos de baja densidad, con una correspondiente baja proporción de elípticas y lenticulares.

Algunas galaxias presentan una actividad inusual en su centro, como las galaxias Seyfert o las galaxias N. Una radiogalaxia es un emisor inusualmente intenso de energía en forma de ondas de radio.

Hablando de galaxias podríamos movernos en un amplio abanico de posibilidades de las que relaciono algunas a continuación:

 

 

 

 

Ya tenemos la primera fuente de rayos gamma con el sistema de dos telescopios MAGIC-II. Se trata de una galaxia de las que se llaman “cabeza-cola” (o “head-tail” en inglés) porque están formadas por una cabeza más brillante, unida a un cola más débil. La “cabeza-cola” que ha descubierto MAGIC-II se llama IC-310 y forma parte del cúmulo de galaxias de Perseo que está a unos 80 millones de parsecs.

En la imagen podéis ver un ejemplar parecido de cabeza-cola de nombre 3C 129, tal y como se observa no con MAGIC, sino con un telescopio de radio con muy buena resolución angular (la observación de Lane y otros, AJ 123, 2985). La resolución angular de un telescopio Cherenkov es mucho peor, o sea, que nos resulta imposible ver toda esta estructura. Gracias a observaciones en radio de este tipo podemos discernir que la cola está en realidad formada por uno o dos chorros (“jets”) relativistas que salen de la galaxia y son empujados hacia atrás si la galaxia viaja a gran velocidad a través de un medio denso entre las galaxias del cúmulo.

Esta es la primera galaxia cabeza-cola que detectamos en rayos gamma y también la tercera radio-galaxia. La emisión de rayos gamma podría proceder de los chorros relativistas que forman la cola, pero seguramente muy cerca de la cabeza. Tenenmos una klarga lista de nombres de galaxias pore su consiguración, formas de la imagen, composición de lementos… etc.

 

Galaxia head-tail: Una elíptica en la que una intensa emisión de radio en el núcleo está acompañada por una cola irregular de radioemisión difusa que se extiende cientos de miles de años luz. Es una radación sincrotrón de electrones energéticos.

Galaxia anular: Inusual galaxia con anillo luminoso bien definido alrededor de un núcleo brillante. El anillo puede parecer suave y regular, o anudado y deformado, y puede contener gas y polvo además de estrellas.  Un ejemplo es la galaxia de la Rueda de Carro.

 

 

 

Galaxia binaria: Par de galaxias en órbita de una en torno a la otra.  Las auténticas galaxias binarias son muy difíciles de distinguir de las superposiciones casuales de dos galaxias en la línea de visión. La investigación estadística de los pares binarios que sigue las órbitas es valiosa en el estudio de la estimación de las masas totales de algunos tipos particulares de galaxias.

 

 

agujeros.jpg

 

 

Galaxia compacta: Tipo de galaxia que sólo puede ser distinguida de una estrella mediante placas de exploración del cielo tomadas con cámaras Schmidt. Tienen diámetros aparentes de 2 – 5” y una región de alto brillo superficial que puede ser definido y debido a núcleos brillantes de las regiones activas que están formando nuevas estrellas. Unos 2.000 objetos de este tipo fueron catalogados por F. Zwicky.

Galaxia con bajo brillo superficial (LSB): Tipo de galaxia cuya densidad de estrellas es tan baja que es difícil detectarla frente al fondo del cielo. Se desconoce la proporción de galaxias con bajo brillo superficial en relación a las galaxias normales, pudiendo representar una parte significativa del universo. Muchas de estas débiles galaxias son enanas, situadas particularmente en cúmulos de galaxias; algunas son tan masivas como las grandes espirales, por ejemplo, Malin-1.

 

 

 

¿Qué ocurre en la galaxia NGC 474? Múltiples capas de emisión dibujan figuras extrañamente complejas y por lo menos inesperadas, habida cuenta de la apariencia casi homogénea de esta galaxia elíptica en imágenes de menor profundida.

 

 

 

http://francisthemulenews.files.wordpress.com/2010/08/dibujo20100822_hoag_object_a1515_2146_hubble_space_telescope1.png

 

Galaxia con envoltura: Galaxia espiral rodeada por débiles arcos o capas de estrellas, situados a ángulos rectos con respecto a su eje mayor.  Pueden observarse entre una y veinte capas casi concéntricas, aunque incompletas. Se disponen de manera que capas sucesivas puedan aparecer normalmente en lados opuestos de la galaxia. Alrededor del 10% de las elípticas brillantes presentan envolturas, la mayoría de ellas en regiones de baja intensidad o densidad de galaxias. No se conoce ninguna espiral con una estructura de capas de ese tipo. Podrían ser el resultado de una elíptica gigante que se come una compañera.

Galaxia de anillo polar: Raro tipo de galaxia, casi siempre una galaxia lenticular, que tiene un anillo luminoso de estrellas, gas y polvo orbitando sobre los polos de su disco. Por tanto, los ejes de rotación del anillo y del disco forman casi un ángulo recto. Dicho sistema puede ser el resultado de una colisión, una captura de por maneras, o la unión de una galaxia rica en gas con la galaxia lenticular.

 

 

 

http://francisthemulenews.files.wordpress.com/2010/08/dibujo20100822_ngc_4650a_polar_ring_galaxy_hubble_space_telescope.png

 

 

Galaxia de disco: Tipo de galaxia cuya estructura principal es un delgado disco de estrellas con órbitas aproximadamente circulares alrededor de su centro, y cuya emisión de luz típicamente disminuye exponencialmente con el radio. El término se aplica a todos los tipos de galaxias que no sean elípticas, esferoidales enanas o algunas galaxias peculiares. El disco de las galaxias lenticulares contiene muy poco material interestelar, mientras que los discos de las galaxias espirales e irregulares contienen cantidades considerables de gas y polvo además de estrellas.

Galaxia de tipo tardío: Galaxia espiral o irregular. El nombre proviene de la posición convencional de estas galaxias en el diagrama diapasón de los tipos de galaxias. Por razones similares, una galaxia espiral Sc o Sd pueden ser denominadas espiral del tipo tardío, en contraposición a una espiral Sa o Sb de tipo temprano.

Galaxia de tipo temprano: Galaxia elíptica o lenticular: una sin brazos espirales. El hombre proviene de la posición de las galaxias en el diagrama diapasón de las formas de las galaxias. Por razones similares, una galaxia Sa podría ser referida como una espiral de tipo temprano, en contraposición, en contraposición a una espiral Sc o Sd de tipo tardío.

 

 

File:Circinus.galaxy.750pix.jpg

 

La galaxia Circinus, una galaxia Seyfert 2. Crédito: A. S. Wilson, P. L. Shopbell, C. Simpson, T. Storchi-Bergmann, F. K. B. Barbosa, M. J. Ward WPVC2.HST, NASA. Son galaxias de tiopo temprano de emisión irregular que son utilizadas pora medir distancias

Se podría continuar explicando lo que es una galaxia elíptica, enana, compacta azul, esferoidal enana, espiral (como la Vía Láctea), espiral enésima, espiral barrada, interaccionante, irregular, lenticular, peculiar, starburst, primordiales… etc, sin embargo, creo que ya se ha dejado constancia aquí de los datos necesarios para el que lector tenga una idea de lo que es una galaxia. Así que decido finalizar el apartado de galaxias, reflejando un cuadro del Grupo Local de galaxias en el que está situada la nuestra.

 

 

 

 

En realidad, el Grpo Local de Galaxias, a las que pertenecen Andrómeda y La Vía Lácrteas -las más grandes- son un peuqeño grupo que pertenecen a otro mucho mayor y más denso como los cúmulos, que pueden albergar varios miles de galaxias, como el de Virgo que está a 65 millones de años luz. La luz que hoy captan nuestros telescopios procedente de las galaxias de ese cúmulo inició su viaje cuando por la superficie de la Tierra caminaba el Tyrannosaurus rex; así pues, la imagen que vemos de esas galaxias no corresponde a su aspecto actual, sino al que tenían hace 65 millones de años. Si en alguna de ellas sucediera hoy algo astronómicamente observable –como la explosión de una estrella en supernova— habría que esperar otros 65 millones de años para observarlo en la Tierra. La astronomía hace, pues, arqueología cósmica, ya que, como la velocidad de la luz es finita, no se observan los objetos como son hoy, sino como eran cuando la luz partió de ellos: mirar lejos es mirar hacia el pasado remoto del universo. Gracias a este hecho se puede entender la evolución del cosmos, desde el universo primitivo hasta nuestros días.

Las distancias galácticas sobrepasan nuestro entendimiento y también, nuestras tecnologías actuales. Pensar en esos viajes es un mero sueño sin sentido… ¡por el momento!

 

GRUPO LOCAL DE GALAXIAS
Galaxia Distancia en Kpc
Andrómeda (M 31) 725
Vía  Láctea - 0
Del Triángulo (M 33) 795
Gran Nube de Magallanes 49
IC 10 1250
M32 (NGC 221) 725
NGC 6822 (de Barnard) 540
M 120 (NGC 205) 725
Pequeña Nube de Magallanes 58
NGC 185 620
NGC 147 660
IC 1613 765
Wolf-Lundmark-Melotte 940
Enana de Fornax 131
Enana de Sagitarius 25
And I 725
And II 725
Leo I 273
Enana de Acuarius (DDO 210) 800
Sagitarius (Sag DiG) 1.100
Enana de Sculptor 78
Enana de Antlia 1.150
And III 725
IGS 3 760
Enana de Sextans 79
Enana de Phoenix 390
Enana de Tucana 870
Leo II 215
Enana de Ursa Minor 63
Enana de Carina 87
Enana de Draco 76

 

En el cuadro anterior del Grupo local de galaxias al que pertenece la Vía Láctea, en la que está nuestro Sistema Solar, se consigna las distancias a que se encuentran estas galaxias de la nuestra y se hace en kilopársecs

 

Al igual que nuestra vista nos engaña y nos hace ver imágenes que no son reales, de la misma manera, nuestras mentes no pueden llegar a comprender las distancias reales que nos separan de los objetos celestes. El Sol que contempla el Humano que sale en la imagen, está situado a 150 millones de kilómetros pero es, el más cercano a nosotros. Otros están aa muchos años, o, incluso, miles de millones de años luz de nosotros. ¿Podemos hacernos una idea de esas distancias?

En el espacio exterior, el cosmos, lo que conocemos por universo, las distancias son tan enormes que se tienen que medir con unidades espaciales como el año luz (distancia que recorre la luz en un año a razón de 299.792.458 metros por segundo). Otra unidad ya mayor es el pársec (pc), unidad básica de distancia estelar correspondiente a una paralaje trigonométrica de un segundo de arco (1”). En otras palabras, es la distancia a la que una Unidad Astronómica (UA = 150.000.000 Km) subtiende un ángulo de un segundo de arco. Un pársec es igual a 3’2616 años luz, o 206.265 Unidades Astronómicas, o 30’857×1012 Km. Para las distancias a escalas galácticas o intergalácticas se emplea una unidad de medida superior al pársec, el kilopársec (Kpc) y el megapársec (Mpc).

Para tener una idea aproximada de estas distancias, pongamos el ejemplo de nuestra galaxia hermana, Andrómeda, situada (según el cuadro anterior a 725 kilopársec de nosotros) en el Grupo local a 2’3 millones de años luz de la Vía Láctea.

¿Nos mareamos un poco?

 

1 segundo luz 299.792’458 Km
1 minuto luz 18.000.000 Km
1 hora luz 1.080.000.000 Km
1 día luz. 25.920.000.000 Km
1 año luz 9.460.800.000.000 Km
2’3 millones de años luz 21.759.840.000.000.000.000 Km

¡Una barbaridad!

¿Que tardarían unos extraterrestres en visitarnos?

 

 

                                                          Supongamos que tienen al Enterprise.

 

Cualquier extraterrestre que se decida a viajar a la Tierra tiene que ser muy paciente. El viaje, ineludiblemente, sería muy largo. Algunas leyes de la física son inviolables, aún por la tecnología avanzada que supongamos puede tener ET. La velocidad de la luz es una de ellas.

Supongamos  que una raza muy avanzada logra viajar a, digamos, la mitad de la velocidad de la luz. Necesitaría algunos años para acelerar hasta esa velocidad (y otros tantos hasta frenar) para evitar ser aplastado por su propio peso durante el proceso. Pero ese tiempo no es nada comparado con el tiempo de viaje.

Nuestra Galaxia mide unos 100.000 años luz de diámetro, y el sol está bastante alejado del centro. Si asumimos que un extraterrestre parte de un planeta situado a un 5% de esa distancia de nosotros (sería, astronómicamente hablando, un vecino muy cercano), tendría por delante un viaje de 5000 años luz, o 10.000 si viaja a la mitad de esa velocidad.

Si quieres comparar, recuerda que la mayor velocidad alcanzada por una nave espacial terrestre es de poco más de 150.000 km/h. Esto es un 0.014 % de la velocidad de la luz y, por lo tanto, emplearía más de 700.000 años en llegar a una estrella situada a solo 100 años-luz de la Tierra.

 

 

Imagen de ABC, cuando dío la noticia de que la Vía Lácteea y Andrómeda… Colisionaran

 

Andrómeda, nuestra Galaxia hermana que se acerca a nosotros a velocidad considerable para, un día lejano en el futuro, poder fusionarse con la Vía Láctea. Ese es el destino de las dos galaxias más importantes del Grupo Local, y, mientras eso llega, es posible que nuestra Galaxia, se fusione con otras pequeñas que la orbitan como las Nubes de Magallanes (Mayor y Menor)

Ahí tenemos la imposibilidad física de viajar a otros mundos, y no digamos a otras galaxias. Las velocidades que pueden alcanzar en la actualidad nuestros ingenios espaciales no llegan ni a 50.000 Km/h. ¿Cuánto tardarían en recorrer los 21.759.840.000.000.000.000 Km que nos separa de Andrómeda?

Incluso el desplazarnos hasta la estrella más cercana, Alfa Centauri, resulta una tarea impensable si tenemos en cuenta que la distancia que nos separa es de 4’3 años luz, y un año luz = 9.460.800.000.000 Km. Tendremos que buscar otros medios de desplazarnos por el espacio que burlen la velocidad de la luz que, como todos ustedes saben y según la teoría de la relatividad especial, es la velocidad límite del UNiverso, y nada en él, puede, por los medios convencionales, ir más rápido.

Sin embargo, algún día en el futuro, la Humanidad encontrará la manera de desplazarce por el inmenso Cosmos para ir a otros mundos lejanos, ya que, de conseguirlo o no dependerá nuestra especie, una vez que el Sol acabe con su combustible nuclear, se convierta en gigante roja y finalmente finalice su larga vida como enana blanca, para entonces, la HUmanidad habrá tenido que emigrar a otros mundos.

emilio silvera

 


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