En una noche clara, se puede distinguir la banda del vía Láctea en el cielo nocturno. Durante milenios, los astrónomos lo miraron con asombro, y poco a poco se dieron cuenta de que nuestro Sol era simplemente una de los miles de millones de estrellas de la galaxia. Con el tiempo, a medida que nuestros instrumentos y métodos mejoraron, nos dimos cuenta de que la Vía Láctea en sí era simplemente una de los miles de millones de galaxias que componen el Universo.
Gracias al descubrimiento de Relatividad y el velocidad de la luz , también hemos llegado a comprender que cuando miramos a través del espacio, también estamos mirando hacia atrás en el tiempo. Al ver un objeto a mil millones de años luz de distancia, también estamos viendo cómo se veía ese objeto hace mil millones de años. Este efecto de 'máquina del tiempo' ha permitido a los astrónomos estudiar cómo surgieron las galaxias (es decir, la evolución galáctica).
El proceso en el que se forman y evolucionan las galaxias se caracteriza por un crecimiento constante a lo largo del tiempo, que comenzó poco después del Big Bang. Este proceso, y el destino final de las galaxias, sigue siendo objeto de intensa fascinación y todavía está plagado de misterios.
Ilustración de la profundidad a la que el Hubble tomó imágenes de las galaxias en iniciativas anteriores de Campo Profundo, en unidades de la Edad del Universo. Crédito: NASA y A. Feild (STScI)
Formación de galaxias:
El consenso científico actual es que toda la materia del Universo se creó aproximadamente Hace 13,8 mil millones de años durante un evento conocido como el Big Bang . En este momento, toda la materia se compactaba en una bola muy pequeña con una densidad infinita y un calor intenso llamado Singularidad . De repente, la Singularidad comenzó a expandirse y comenzó el Universo tal como lo conocemos.
Después de expandirse y enfriarse rápidamente, toda la materia tenía una distribución casi uniforme. En el transcurso de los varios miles de millones de años que siguieron, las regiones ligeramente más densas del Universo comenzaron a atraerse gravitacionalmente entre sí. Por lo tanto, se volvieron aún más densos, formando nubes de gas y grandes grupos de materia.
Estos grupos se convirtieron en galaxias primordiales, ya que las nubes de gas hidrógeno dentro de las protogalaxias sufrieron un colapso gravitacional para convertirse en las primeras estrellas. Algunos de estos primeros objetos eran pequeños y se convirtieron en diminutas galaxias enanas, mientras que otros eran mucho más grandes y se convirtieron en las familiares formas espirales, como nuestra propia Vía Láctea.
Fusiones galácticas:
Una vez formadas, estas galaxias evolucionaron juntas en estructuras galácticas más grandes llamadas grupos, cúmulos y supercúmulos. Con el tiempo, las galaxias se atrajeron unas a otras por la fuerza de su gravedad, y chocaron juntos en una serie de fusiones . El resultado de estas fusiones depende de la masa de las galaxias en la colisión.
Las galaxias pequeñas son destrozadas por galaxias más grandes y se agregan a la masa de galaxias más grandes. Nuestra propia Vía Láctea devoró recientemente algunas galaxias enanas, convirtiéndolas en corrientes de estrellas que orbitan el núcleo galáctico. Pero cuando grandes galaxias de tamaño similar se unen, se convierten en galaxias elípticas gigantes.
Cuando esto sucede, la delicada estructura en espiral se pierde y las galaxias fusionadas se vuelven grandes y elípticas. Las galaxias elípticas son algunas de las galaxias más grandes jamás observadas. Otra consecuencia de estas fusiones es que la agujeros negros supermasivos (SMBH) en sus centros se vuelven aún más grandes.
No todas las fusiones darán como resultado galaxias elípticas, eso sí. Pero todas las fusiones dan como resultado un cambio en la estructura de las galaxias fusionadas. Por ejemplo, se cree que la Vía Láctea está experimentando un evento de fusión menor con la cercana Nubes de Magallanes ; y en los últimos años se ha determinado que la Can Mayor La galaxia enana se ha fusionado con la nuestra.
Si bien las fusiones se consideran eventos violentos, no se espera que ocurran colisiones reales entre sistemas estelares, dadas las grandes distancias entre las estrellas. Sin embargo, las fusiones pueden resultar en ondas de choque gravitacionales, que son capaces de desencadenar la formación de nuevas estrellas. Esto es lo que se predice que sucederá cuando nuestra propia galaxia, la Vía Láctea se fusiona con la galaxia de Andrómeda en unos 4 mil millones de años.
Muerte galáctica:
En última instancia, las galaxias dejan de formar estrellas una vez que agotan su suministro de gas frío y polvo. A medida que se agota el suministro, la formación de estrellas se ralentiza en el transcurso de miles de millones de años hasta que cesa por completo. Sin embargo, las fusiones en curso garantizarán que las estrellas frescas, el gas y el polvo se depositen en las galaxias más antiguas, prolongando así sus vidas.
En la actualidad, se cree que nuestra galaxia ha agotado la mayor parte de su hidrógeno y la formación de estrellas se ralentizará hasta que se agote el suministro. Las estrellas como nuestro Sol sólo pueden durar unos 10 mil millones de años; pero las enanas rojas más pequeñas y frías pueden durar unos billones de años . Sin embargo, gracias a la presencia de galaxias enanas y nuestra inminente fusión con Andrómeda, nuestra galaxia podría existir por más tiempo.
Sin embargo, todas las galaxias en esta vecindad del Universo eventualmente se unirán gravitacionalmente entre sí y se fusionarán en una galaxia elíptica gigante. Los astrónomos han visto ejemplos de este tipo de 'galaxias fósiles', una buena de las cuales es Messier 49 - una galaxia elíptica supermasiva.
Estas galaxias han agotado todas sus reservas de gas de formación de estrellas, y todo lo que queda son las estrellas más duraderas. Eventualmente, a lo largo de grandes períodos de tiempo, esas estrellas parpadearán una tras otra, hasta que todo sea la temperatura de fondo del Universo.
Después de que nuestra galaxia se fusiona con Andrómeda, y pasa a fusionarse con todas las demás galaxias cercanas en el grupo local, podemos esperar que también sufra un destino similar. Y así, la evolución de las galaxias ha estado ocurriendo durante miles de millones de años y continuará sucediendo en el futuro previsible.
Hemos escrito muchos artículos sobre galaxias para Universe Today. Aquí está ¿Qué es la Vía Láctea? , ¿Cómo se formó la Vía Láctea? , ¿Qué sucede cuando chocan las galaxias? , ¿Qué sucede cuando mueren las galaxias? , Un nuevo giro sobre la evolución galáctica , y La supercomputadora estudiará la evolución de la galaxia ,
Si desea obtener más información sobre las galaxias, consulte Comunicados de prensa de Hubblesite sobre galaxias , y aquí está Página de ciencia de la NASA sobre galaxias .
También hemos grabado un episodio de Astronomy Cast sobre galaxias: Episodio 97: Galaxias .
Fuentes: