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La Galaxia
Los primeros estudios de la Vía Láctea
Las Cefeidas y el tamaño de la Vía Láctea
La Galaxia
El centro de la Galaxia

 

 

 

 

 

 

 

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Mapa de la Vía Láctea. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt

 

La Galaxia

 

La Galaxia

La Galaxia es un conjunto de cerca de 300.000 millones de estrellas, de las que la gran mayoría forman un disco de alrededor de 100.000 años-luz de diámetro. Este disco es muy aplanado, ya que su espesor es sólo de 1000 años-luz, o sea, alrededor de una centésima del diámetro. En su centro se encuentra una excrecencia de 10.000 años-luz de diámetro llamada bulbo galáctico. Un halo esférico de diámetro ligeramente más grande que el disco lo engloba todo.

El Sol se encuentra a menos de 100 años-luz del plano central del disco, lo que explica que este último nos aparece como una banda en el cielo: la Vía láctea. Nuestra estrella se encuentra a 27.000 años-luz del centro de la Galaxia, o sea, a dos tercios de la distancia del centro a los límites externos. Por fin, en nuestro cielo, el centro galáctico se encuentra en la constelación del Sagitario.

 

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Con este destacado mosaico de VISTA miramos hacia el interior del polvoriento corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en la constelación de Sagitario (el Arquero). Cerca de un millón de estrellas son reveladas en esta fotografía, la mayor parte de ellas no observables en fotografías de luz visible. Al igual que la absorbente luz, el polvo también esparce luz azul desde las estrellas distantes y juega un rol fundamental en hacer que este enorme fondo de estrellas luzca tan rojo. Esta imagen es un mosaico creado a partir de imágenes de VISTA, tomadas a través de filtros Y, J y Ks, en el infrarrojo cercano. La imagen es de alrededor de 2 grados por 1,5 grados de extensión. El tiempo total de exposición para este mosaico fue de sólo 80 segundos. Crédito: ESO/VISTA. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit

El halo y el disco

Los constituyentes del disco y del halo presentan propiedades muy diferentes. Las estrellas del halo son viejas, poco luminosas, rojizas y desprovistas de elementos distintos del hidrógeno o el helio. Además, el halo está prácticamente desprovisto de gas y polvo. Tengamos en cuenta también que el halo contiene cúmulos globulares que permitieron a Harlow Shapley determinar el tamaño de la Galaxia.

Al contrario, las estrellas del disco tienen una gama de edad y luminosidad mucho más extensa. Encontramos allí, en particular asociaciones OB, formadas por astros muy jóvenes, masivos y luminosos, asociados a regiones HII. Las estrellas allí son ricas en elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Por fin, el disco contiene un medio interestelar muy rico, gracias al cual la formación estelar continúa siendo activa.

Las poblaciones I y II

La diferencia muy neta entre las estrellas del halo y las del disco condujo a los astrónomos a clasificarlas en dos grupos: la población I, compuesta de estrellas del disco, y la población II, que reagrupa a las del halo. Este reparto encuentra su origen en la historia de la formación de la Galaxia.

Al origen, hace alrededor de 15 mil millones de años, ésta no era más que una nube de gas esférica en rotación. Estaba, por lo tanto, exclusivamente formada por hidrógeno y helio, los únicos elementos que existían en esta época. Bajo el efecto de la gravitación, esta nube se hundió sobre sí misma, aplanándose al mismo tiempo a causa de la rotación. El resultado final fue un disco aplanado, perpendicular al eje de rotación y conteniendo la mayor parte de la masa del sistema, en particular, su gas.

Las estrellas de la población II datan de la primera fase, lo que explica su distribución esférica y la ausencia de elementos más pesados que el helio. Son viejas porque, de ahora en adelante, desprovisto de gas, el halo no puede producir más estrellas. No vemos más que las que eran poco masivas y capaces de sobrevivir más de 15 mil millones de años. Son, pues, poco luminosas y rojizas. Estas estrellas se encuentran ahora en órbitas muy excéntricas e inclinadas con relación al plano del disco, y atraviesan rápidamente este último cada 100 millones de años.

Las características de las estrellas de la población I vienen del hecho de que el disco es, al contrario, muy rico en gas. La formación de estrellas se continúa de manera muy intensa. Encontramos allí, así pues, cuerpos de todas las edades, hasta estrellas muy jóvenes de menos de 100 millones de años. A medida que las generaciones estelares se suceden, el medio interestelar se enriquece en elementos más pesados, creados en el seno de las estrellas y liberados por los vientos estelares, las nebulosas planetarias y las explosiones de supernova. Las nuevas estrellas se vuelven también cada vez más ricas en elementos pesados.

La rotación alrededor del centro

Las estrellas del disco no están en reposo, sino giran alrededor del centro galáctico en una órbita circular. La velocidad del Sol en su órbita es, por ejemplo, de 220 kilómetros por segundo. El disco no gira como un cuerpo rígido, sino está sometido a una rotación diferencial. Así, dos estrellas a distancias diferentes del centro no tienen la misma velocidad de rotación: cuanto más grande es la distancia, más baja es la velocidad de rotación. A 27.000 años-luz del centro, nuestra estrella realiza su órbita en 225 millones de años.

 

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Vista artística de la Galaxia según observaciones en luz infrarroja y en ondas de radio. Crédito: CXC / M.Weiss

Los brazos espirales

La extinción interestelar generalmente nos impide estudiar las regiones lejanas en el plano galáctico. Esto afortunadamente no es verdad en todas las longitudes de onda. Así, la luz infrarroja o las ondas de radio apenas son afectadas por el medio interestelar y nos dan acceso a estas regiones. Para estudiar la estructura global de la Galaxia, los astrónomos utilizan en particular la radiación de radio a 21 centímetros, emitida por las nubes de hidrógeno atómico que siembran la Vía láctea.

Este tipo de estudio puso de manifiesto que el hidrógeno se distribuye de manera no homogénea en el plano galáctico. El gas se concentra en realidad en algunas bandas llamadas brazos espirales. Este nombre está vinculado al aspecto de estas zonas de fuerte concentración: parecen partir del centro galáctico y alejarse, enrollándose como una espiral.

Los estudios a 21 centímetros revelaron la existencia de cuatro grandes brazos espirales, llamados según las constelaciones en las cuales aparecen: Carina-Sagitario, Escudo-Centauro-Cruz del Sur, Cisne y Perseo. Hay también numerosos pequeños trozos de brazo, en particular el de Orión, en el cual se encuentra el Sol.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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