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Supercúmulos y estructura a gran escala

 

Supercúmulos y estructura a gran escala

Las galaxias tienden a vivir en grupos de algunas decenas de miembros o en cúmulos de millares de miembros. ¿Qué pasa al nivel superior?, ¿cómo se reparten grupos y cúmulos de galaxias?

Los supercúmulos de galaxias

Las observaciones han mostrado que la distribución dista mucho de ser uniforme. Grupos y cúmulos de galaxias tienden a reagruparse para formar lo que se llama supercúmulos, conjuntos gigantescos que alcanzan un tamaño de centenas de millones de años-luz, y conteniendo varias decenas de grupos y de cúmulos. El Grupo Local es así miembro del Supercúmulo Local, tambien llamado Supercúmulo de Virgo, de un diámetro de 100 millones de años-luz. Se pueden aún citar el supercúmulo de Hidra-Centauro, a 200 millones de años-luz, o el supercúmulo de Shapley, que se encuentra a 500 millones de años-luz y en la dirección de la cual deriva el Grupo Local.

Es a escala del supercúmulo que la expansión del universo comienza a hacerse sentir. En efecto, un conjunto de cuerpos relacionados mutuamente por la gravedad no está en expansión si la atracción mutua es bastante fuerte para resistir. Es el caso en los grupos o cúmulos de galaxias. Por el contrario, la fuerza gravitacional que une a los cúmulos entre ellos no es suficientemente poderosa, y la expansión va entonces a hacerse sentir. Así, el cúmulo de Virgo se aleja del Grupo Local a 1250 kilómetros por segundo, y el cúmulo de Coma A 6700 kilómetros por segundo. Los cúmulos se alejan, así pues, lentamente unos de otros y el tamaño de los supercúmulos aumenta con el tiempo.

La ley de Hubble

Los primeros resultados sobre la organización de la materia en supercúmulos fueron obtenidos simplemente estudiando la distribución de los cúmulos en el cielo. Esto no era satisfactorio, porque los efectos de proyección podían intervenir y falsear los resultados. En efecto, dos cúmulos muy separados, en realidad podían parecer próximos uno del otro desde la Tierra si se encontraban en la misma dirección. Para conocer la distribución real de los cúmulos en el espacio, había que obtener además una información: la distancia de estos cúmulos.

El método empleado para determinar la distancia a estos objetos muy lejanos se basa en la ley de Hubble. Es necesario proceder, en primer lugar, a un análisis espectral de la luz del cuerpo, determinar su desfase hacia el rojo y deducir de eso la velocidad de recesión. Luego, a partir de la ley de Hubble, es necesario utilizar esta velocidad para calcular la distancia del objeto. Esto es muy simple teóricamente. En la práctica, sin embargo, las cosas son más complicadas, ya que las galaxias lejanas sólo nos envían un poco de luz. En consecuencia, un espectro de buena calidad y utilizable es largo y difícil de obtener.

La estructura a gran escala

Sin embargo, gracias a los progresos en las técnicas de observaciones, los primeros resultados llegaron en los años ochenta, y revelaron la distribución de los cúmulos de galaxias a escalas de centenas de millones de años-luz: la estructura a gran escala. Los astrónomos descubrieron entonces que, incluso a esta escala, la distribución de materia es muy poco homogénea. Existen enormes vacíos en la distribución de los supercúmulos, burbujas gigantescas de una dimensión del orden de centenas de millones de años-luz, totalmente desprovistas de cúmulos de galaxias.

Los astrofísicos consideran, en nuestros días, que estos vacíos representan más del 90 por ciento del volumen del Universo. Es en la frontera entre estos vacíos que se encuentran los supercúmulos de galaxias. Las observaciones han mostrado que estos últimos se reagrupan para formar estructuras en forma de filamentos, que dibujan los contornos de las burbujas.

 

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Una vista de la estructura a gran escala obtenida entre 1995 y 2002 por el proyecto de cartografía 2dF Galaxy Redshift Survey, conducido desde el observatorio anglo-australiano en Australia. Se pueden ver claramente las concentraciones de galaxias en cúmulos y supercúmulos, los filamentos que únen los supercúmulos, así como los grandes vacíos muy poco poblados en forma de burbujas. La escala, de arriba a la derecha, muestra el desfase hacia el rojo; la de abajo, la distancia en miles de millones de años-luz. Crédito: 2dF Galaxy Redshift Survey

Todos estos descubrimientos relativamente recientes muestran que la estructura a gran escala es mucho más compleja de lo que imaginábamos antes. El origen de esta estructura forma parte de grandes temas de la astrofísica contemporánea.

 

 

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

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