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Otras galaxias
La naturaleza de las nebulosas
Los diferentes tipos de galaxias
Los brazos espirales de las galaxias
Las galaxias enanas y gigantes
Las galaxias particulares
Las galaxias de Seyfert, radiogalaxias y blazars
Los quásares
Un agujero negro supermasivo
El modelo unificado de galaxias activas
Las primeras observaciones de agujeros negros supermasivos
Las interacciones de galaxias
Cúmulos y estructura a gran escala
Grupos y cúmulos de galaxias
Supercúmulos y estructura a gran escala
Los brazos espirales de las galaxias
La rotación diferencial
El origen de la estructura espiral de ciertas
galaxias sigue siendo aún, hoy día,
un tema de estudio. La primera tentativa de explicación consistía en decir que
la forma espiral se debía a la rotación diferencial de la galaxia. Así, las
partes internas giraban más rápidamente que las partes externas, y la estructura
espiral aparecía muy naturalmente con el tiempo. Desgraciadamente, para esta
explicación, los brazos habrían acabado por enrollarse sobre ellos mismos
estirándose al mismo tiempo. Habrían llenado toda la galaxia en un tiempo del
orden de mil millones de años, lo que es incompatible con las observaciones.
La galaxia espiral barrada Messier 83, situada a 15 millones de años-luz
(constelación de la Hidra). Crédito:
ESO / VLT
Las ondas de densidad
Después, otras teorías hicieron su aparición. La primera es la de las ondas de
densidad, un mecanismo sugerido por el astrónomo sueco Bertil Lindblad, en los
años cuarenta, y aplicado en el modelo de las galaxias espirales por el americano Chia-Chiao Lin y Frank Shu, en 1964.
Sabemos que una onda sonora corresponde a variaciones periódicas de la presión
de un gas. De modo similar, las ondas de densidad son variaciones de la
concentración de materia que se propagan en la galaxia. Los brazos espirales no
están vinculados a estrellas determinadas, simplemente son regiones donde la
materia está temporalmente más concentrada. Así, los brazos pueden desplazarse
en bloque, independientemente de la materia, lo que explica que su forma no
cambia con el tiempo.
Como la densidad de materia es elevada en los brazos, el
gas interestelar se
encuentra allí comprimido, lo que provoca el colapso de
nubes moleculares y la
formación de estrellas
masivas y brillantes. Al contrario, entre los brazos, se
encuentran regiones de baja densidad sin estrellas masivas que son, pues, mucho
menos visibles.
Esta teoría explica la existencia de brazos espirales, pero presenta dos
dificultades. Primero, no explica el fenómeno que da origen a las ondas de
densidad. Luego, no explica cómo las ondas de densidad se mantienen mientras que
deberían tender a disiparse al cabo de algunos millones de años.
La autopropagación de la formación de estrellas
Otra teoría inicialmente propuesta por los astrónomos americanos Marco W.
Mueller y W. David Arnett, en 1976, es la de la autopropagación de la formación de
estrellas.
Las estrellas masivas acaban su existencia por formidables explosiones en
supernova, que pueden desencadenar el colapso de
nubes moleculares y, en
consecuencia, la formación de nuevas estrellas masivas. Si las primeras estrellas
están alineadas a lo largo de un brazo espiral, las nubes moleculares que se
colapsan y las nuevas estrellas formadas también lo están. Más tarde, estas
últimas estallarán, a su vez, y darán nacimiento a una nueva serie, siempre en el
mismo brazo. De esta manera, la forma del brazo espiral se conserva de
generación en generación de estrellas.
Obviamente, eso no explica el primer origen de la forma espiral, sino las
primeras estrellas pueden muy bien aparecer en colisiones aleatorias entre nubes
moleculares, y la forma espiral nacer como consecuencia de la rotación
diferencial de la galaxia.
La galaxia espiral NGC 1350 a 85 millones de años-luz observada por el VLT, en
2005. Crédito: ESO / VLT
Los dos mecanismos
¿Cuál de las dos teorías es la buena? Parece en realidad que los dos mecanismos
existen, y que dan lugar a diferentes tipos de espirales. Las ondas de densidad
están probablemente implicadas en las galaxias que poseen brazos espirales
finos, netos y claramente definidos. Es en particular el caso en las espirales
que poseen una barra central capaz de mantener el fenómeno o en las que
sufrieron interacciones gravitacionales con otras galaxias. La autopropagación
de la formación de estrellas sería, por su parte, más bien la causa en las
galaxias que presentan brazos espirales incompletos, gruesos o mal definidos. |
