Objetos del Cielo Profundo: tipos

Galaxias

Una galaxia es un masivo sistema de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura, y quizá energía oscura, unidos gravitacionalmente. La cantidad de estrellas que forman una galaxia es variable, desde las enanas hasta las gigantes estrellas.

Formando parte de una galaxia existen subestructuras como las nebulosas, los cúmulos estelares y los sistemas estelares múltiples.

William Parsons, también conocido como Lord Rosse, era fue un noble terrateniente irlandés del siglo XIX y miembro del Parlamento Británico. Su afición a la astronomía le llevó a construir telescopios reflectores, basados en las técnicas constructoras de William Herschel, cada vez de mayor alcance, hasta acabar construyendo el llamado Leviatán de Parsonstown, el mayor reflector del mundo en aquel momento (1848), de 184 cm de diámetro y 8 m de longitud del tubo. Gracias a este telescopio descubrió la naturaleza espiral de la Galaxia del Remolino (M51), primera vez que se observaban los brazos de una galaxia. Con el Leviatán descubrió y resolvió multitud de objetos profundos: 226 objetos del catálogo NGC y otros 7 del IC entre los años 1848 y 1865, sin contar con los descubiertos por sus ayudantes.

Hasta inicios del s.XX se consideraban objetos pertenecientes a la Vía Láctea (por ejemplo la galaxia Andrómeda se conocía como Nebulosa Andrómeda). En 1917 Curtis evidenció por la magnitud de varias novas que debían pertenecer a entidades mucho más distantes que las novas observadas en nuestra galaxia. Años más tarde el propio Curtis defendió su teoría de «universos isla» al observar la semejanza entre las bandas oscuras de M31 y las nubes de polvo de la Vía Láctea. Finalmente identificó algunas variables cefeidas en las partes extreiores de aquellas «nebulosas espirales» gracias a lo que calculó la distancia a dichas «nebulosas» y esta era excesiva para pertenecer a nuestra galaxia por lo que la existencia de otras galaxias quedó demostrada.

Existen dos billones de galaxias en el universo observable. La gran mayoría de ellas tiene unas estructuras definidas por las que las podemos clasificar en cinco tipos: espirales, elípticas, lenticulares,irregulares y activas.

Esta clasificacón se basa, en parte, en la secuencia de Hubble, propuesta en el año 1936, y sólo se apoya en la apariencia visual, no teniendo en cuenta otros aspectos como la tasa de formación de estrellas o la actividad del núcleo galáctico.

Un nuevo tipo, las galaxias peculiares, son amorfas y posiblemente surgen de la interacción con otras galaxias.

Las galaxias espirales (S0, desde Sa a Sc y desde SBa a SBc) muestran una forma de disco por lo general achatado, rodeado de sombras que dibujan una o varias espirales, con un bulbo en su centro, con un agujero negro en su interior, rodeado por estrellas viejas. El resto de estrellas se encuentran uniformemente distribuidas en los brazos de la espiral. Las galaxias espirales representan hasta el 70% del número total de galaxias.

Las tres principales categorías en que se dividen estas galaxias espirales son: las normales, las intermedias y las barradas.

- Galaxias espirales normales: un ejemplo en la NGC 4414. Las galaxcias espirales están llenas de polvo interestelar y un halo repleto de materia oscura y gas caliente. Son ricas en estrellas de alta metalicidad y cúmulos abiertos. Son buenos lugares para hallar planetas habitables. La galaxia Bode —M81— es el mejor ejemplo de galaxia espiral con sus brazos casi perfectos. También nuestra vecina Andrómeda —M31— es una espiral normal, aunque los últimos estudios desvelan una barra en su interior.

- Galaxias espirales intermedias: el ejemplo mejor de este tipo es la galaxia M66 —Trío de Leo—, con sus brazos sueltos y una barra débil en el centro.

- Galaxias espirales barradas: con sus brazos espirales y una barra central que surge del centro galáctico. Nuestra galaxia Vía Láctea (con un diámetro de 20.000 años luz y 200.000 millones de estrellas) es un ejemplo típico de este tipo de galaxias espirales.

A pesar de que en nuestro Grupo Local, integrado por 50 galaxias, sólo haya 3 espirales (Vía Láctea, Andrómeda y la galaxia del Triángulo —M33—), en el universo este tipo de galaxias son el 72% de todas las observadas que no son galaxias enanas (que tienen menos de 100.000 millones de estrellas).

Las galaxias elípticas (desde Eo a E7) se encuentran entre las galaxias más grandes que existen; tanto su tamaño como su brillo es mucho mayor que el de las galaxias espirales. Pueden adoptar diferentes formas: redondo u oval, pero también un diseño claramente elíptico, sin brazos pero con núcleo central y muchos cúmulos globulares. Contienen muchas estrellas viejas y muy poco polvo interestelar. Su origen puede estar en la fusion de galaxias elípticas más pequeñas. A diferencia de las espirales e irregulares, que son azules, las elípticas emiten luz roja porque se ha acabado el combustible para formar estrellas nuevas. Son el 20% de las observadas. Como ejemplo tenemos la Galaxia Virgo —M87—, que es la galaxia elíptica más brillante cercana a la Tierra (a 53 millones de años luz y magnitud aparente 8,63), lo que la hace un objetivo popular. Una de las más cercanas a la Tierra (a «sólo» 14 millones de años luz), Centauro A —NGC 5128—, también llamada Galaxia de la Hamburguesa, podría se una galaxia elíptica o lenticular.

Las galaxias lenticulares tienen forma de disco sin brazos espirales, algunas con forma de anillo. No tienen polvo estelar, igual que las elípticas. Su tasa de formación estelar es muy baja. Representan únicamente el 3% del todal de galaxias observadas. En el límite entre las constelaciones de Virgo y Cuervo está, como ejemplo de lenticular, la espectacular Galaxia del Sombrero —M104—, a 30 millones de años luz. Está rodeada de un disco de polvo, que le da esa apariencia de sombrero, que es donde se forman las estrellas jóvenes, hecho no muyu común en galaxias de su clase.

Las galaxias irregulares —Irr1 e Irr2— son las más pequeñas (menos de 20K al de diámetro) y no presentan forma organizada, como las espirales o las elípticas. Son la cuarta parte de las galaxias del universo. En nuestro Grupo Local abundan las galaxias irregulares enanas. Un ejemplo es la Pequeña nube de Magallanes —NGC 292—, a 200K al y magnitud aparente 2,20. Sus llamativos colores revelan que es una galaxia de activa formación estelar. Otro ejemplo curioso es NGC 4485, que es una galaxia irregular en plena interacción con la galaxia barrada Coccon —NGC 4490—.

Las galaxias activas, cuya actividad se ha podido detectar por otras vías por los modernos aparatos con que cuenta la Astronomía actualemente. Este grupo, por tanto, no se define por su forma sino por su gran actividad: emiten gran cantidad de radiación electromagnética debido a un agujero negro supermasivo. Son de los objetos más curiosos del universo. Representan el 10% del total de galaxias del universo. Como ejemplo está NGC 4151, en Perros de Caza, una gran galaxia espiral intermedia con un agujero negro binario supermasivo y emite tal cantidad de rayos X que saca a los electrones de los átomos del gas en su trayectoria.

Se pueden suybdividir en tres tipos:

- Las radiogalaxias, son muy luminosas y están formadas por don centros emisores de energía, llamados lóbulos, separados por una distancia tan enorme que la galaxia elíptica que se encuentra equidistante a ambos, es apenas percepcitble. Sin embargo, según parece, esta pequeña galaxia es la que ha expulsado la materia que ha formado los lóbulos. Las radiogalaxias tienen un tamaño descomunal. Un ejemplo es NGC 1128, en Ballena

- Las galaxias Seyfert tienen un núcleo activo tan intenso y brillante, que, al ser observado por telescopio, éste se ve como un pequeño punto. Para observar la galaxia completa es necesario someterla a una alta exposición fotográfica y es que el centro de la galaxia tiene un brillo equiparable al del resto de la formación.

- Las galaxias Blazar son de las más activas del universo, como 3C279, entre las estrellas Spica y Porrima (constelación de Virgo), que es una galaxia elíptica Blazar con un agujero negro central que emite chorros de materia a velocidades relativistas en ambos polos, apuntando directamente hacia la Tierra (esto es, la radiación que emite la vemos de frente).

- Los quásares son otro tipo de galaxias activas. Se perciben como una estrella brillante, pero lo importante es que se hallan a unas distancia increíblemente elevadas y se están alejando. Para dar una idea de su intensidad, basta con señalar que uno de estos objetos puede emitir más energía que la que emite toda la Vía Láctea. Para que esto suceda, su masa debe ser inmensa.

Son los objetos más distantes del universo conocido y los más luminosos. Su nombre viene de la descripción en inglés quasi stellar radio source. El de mayor brillo aparente es 3C273, que está en Virgo, con una magnitud aparente de 12,8 (frente a su magnitud absoluta de -26,7), siendo observable con pequeños telescopios a pesar de estar a 2.200 millones de años luz. Su luminosidad supera miles de veces la de la Vía LácteaEmite miles

Para concluir esa breve exposición, comentar que el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter\submillimeter Array) de Chile ha capturado en mayo de 2021 (apenas hace algunas semanas según escribo este texto) la galaxia en espiral más antigua y distante que conocemos. Esta galaxia, bautizada como BRI 1335-0417, tiene una edad de 12.400 millones de años, lo cual significa que se originó «solo» 1.400 millones de años después del Big Bang. BRI 1335-0417 tiene un diámetro de 30.000 años luz, aproximadamente un tercio del diámetro de la Via Láctea (100.000 al).

A pesar de ser la galaxia en espiral más antigua de la historia, todavía hay otras galaxias más antiguas que BRI 1335-0417. Hace apenas unos años, concretamente en 2016, el telescopio espacial Hubble descubría una galaxia llamada GNz11 que existió tan solo 400 millones de años después del Big Bang.