Universidad de San Carlos de Guatemala Curso se Astronomía PEM. Luis Alberto Orellana Anduray Guatemala, 2 de marzo del 2013

Las galaxias y otros cuerpos celestes

¿Qué es una galaxia? Es un conjunto muy numeroso de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia obscura y quizá energía obscura, entre otros cuerpos celestes, relacionados gravitacionalmente.

¿Cuántas estrellas hay en una galaxia? La cantidad de estrellas que forman una galaxia es variable, desde las enanas, con 107, hasta las gigantes, con 1012 estrellas.

La Vía Láctea Nuestro sistema solar, en compañía de muchas otras estrellas con sus propios sistemas solares forman la Vía Láctea, cuyo nombre en latín significa camino de leche.

Posee una masa de 1012 masas solares y es una espiral barrada; con un diámetro medio de unos 100.000 años luz, se calcula que contiene entre 200 y 400 mil millones de estrellas. La distancia desde el Sol hasta el centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz(un 55% del radio total galáctico).

Nuestra galaxia se divide en tres partes bien diferenciadas: halo halo exterior halo interior disco disco delgado disco grueso disco extremo Bulbo

El halo Es una estructura esferoidal que envuelve la galaxia. En el halo la concentración de estrellas es muy baja y apenas tiene nubes de gas, por lo que carece de regiones con formación estelar. En cambio, es en el halo donde se encuentran la mayor parte de los cúmulos globulares.

Los cúmulos globulares Estas formaciones antiguas son reliquias de la formación galáctica. Estas agrupaciones de estrellas se debieron formar cuando la galaxia era aún una gran nube de gas que colapsaba y se iba aplanando cada vez más.

Otra característica del halo es la presencia de gran cantidad de materia oscura. Su existencia se dedujo a partir de anomalías en la rotación galáctica. La materia oscura comprende entre un 90 y 96% de la masa de nuestra galaxia (y quizá de todo el universo)

Los objetos contenidos en el halo rotan con una componente perpendicular al plano muy fuerte, cruzando en muchos casos el disco galáctico. De hecho, es posible encontrar estrellas u otros cuerpos del halo en el disco.

Los cuerpos del halo tienen órbitas que los llevan a cruzar periódicamente el disco. También es muy probable que una estrella de población II (pobres en metales) pertenezca al halo, pues éstas son más antiguas que las de población I (ricas en metales) y el halo, como ya se ha dicho, es una estructura antigua.

El disco El disco se compone principalmente de estrellas jóvenes de población I. Es la parte de la galaxia que más gas contiene y es en él donde aún se dan procesos de formación estelar.

Lo más característico del disco son los brazos espirales, que son cuatro: dos brazos principales -Escudo-Centauro y Perseo, así como dos secundarios -Sagitario y Escuadra- Nuestro Sistema Solar se encuentra en el brazo espiral de Sagitario, de allí su nombre de "Local".

Estas formaciones son regiones densas donde se compacta el gas y se da la formación de estrellas. Los brazos son, en realidad, ondas de densidad que se desplazan independientemente de las estrellas contenidas en la galaxia

El brillo de los brazos es mayor que el resto de las zonas, porque es allí donde se encuentran los estrellas gigantes azules (estrellas de tipo O,B), que son las únicas que pueden ionizar grandes extensiones de gas.

También en los brazos espirales se dan las regiones HII (nubes de hidrógeno ionizado), originadas precisamente por estrellas gigantes azules.

Estas nubes vuelven a emitir, en el rango de la luz visible, la energía captada en el ultravioleta o en otras frecuencias más cortas. Son altamente energéticas, pues han sido ionizadas por las potentes gigantes azules, que barren extensas áreas con sus vientos estelares.

El bulbo El bulbo o núcleo galáctico se sitúa en el centro. Es la zona de la galaxia con mayor densidad de estrellas. Sin embargo, a nivel local se pueden encontrar algunos cúmulos globulares con densidades superiores. El bulbo tiene una forma esferoidal achatada y gira como un sólido rígido. También al parecer, en nuestro centro galáctico, hay un gran agujero negro de unas 2,6 millones de masas solares que los astrónomos denominaron Sagittarius

La Vía Láctea forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias llamado Grupo Local

Las galaxias del grupo local Nombre y distancian en años luz: Nubes de Magallanes 200.000 Enana de Draco 300.000 Enana de la Osa Menor 300.000 Enana de Sculptor 300.000 Enana de Fornax 400.000 Leo 1 700.000 NGC 6822 1.700.000 NGC 221 2.100.000 Galaxia de Andrómeda 2.200.000 Galaxia del Triángulo 2.700.000

Formas de las galaxias Existen cuatro tipos principales: Espirales Espirales barradas Elípticas y lenticulares Irregulares

Evolución de una galaxia típica Las galaxias empiezan con forma esférica, pero a medida que evolucionan adquieren la forma de un disco elíptico cada vez más alargado.

Luego se vuelven elípticas pudiendo seguir dos caminos posibles: Las elípticas simples, y las elípticas barradas. A todo este proceso se le llama secuencia de Hubble

Galaxias elípticas. Galaxia con forma de elipse Galaxias elípticas Galaxia con forma de elipse. Pueden ser nombradas desde E0 hasta E7, donde el número significa cuán ovalada es la elipse; así, E0 sería una forma de esfera y E7 de plato o disco elíptico alargado. También se puede decir que el número indica su excentricidad multiplicada por 10.

Galaxias espirales Las galaxias espirales son discos rotantes de estrellas y materia interestelar, con una protuberancia central compuesta principalmente por estrellas más viejas. A partir de esta protuberancia se extienden unos brazos en forma espiral, de brillo variable.

Galaxias irregulares Son galaxias que no encaja en ninguna clasificación de galaxias de la secuencia de Hubble. Son galaxias sin forma espiral ni elíptica. Algunas galaxias irregulares son pequeñas galaxias espirales distorsionadas por la gravedad de un vecino mucho mayor.

Hay dos tipos de galaxias irregulares: Una galaxia Irr-I es una galaxia irregular que muestra alguna estructura pero no lo suficiente para encuadrarla claramente en la clasificación de las secuencia de Hubble. Una galaxia Irr-II es una galaxia irregular que no muestra ninguna estructura que pueda encuadrarla en la secuencia de Hubble.

Blazares Un blazar es una fuente de energía muy compacta y altamente variable, asociada a un agujero negro situado en el centro de una galaxia.

Los blazares están entre los fenómenos más violentos del Universo, y son un tema importante en la astronomía extragaláctica. Los blazares son un tipo particular de núcleo activo galáctico (AGN en inglés),

Cuásar Un cuásar ó quásar (acrónimo en inglés de QUASi-stellAR radio source) es una fuente astronómica de energía electromagnética, incluyendo radiofrecuencias y luz visible.

En 2007, el consenso científico es que estos objetos están extremadamente lejos, explicando su corrimiento al rojo alto, son extremadamente luminosos, explicando por qué se pueden ver a pesar de su distancia, y muy compactos, explicando por qué pueden cambiar de brillo con rapidez. Se cree que son núcleos activos de galaxias jóvenes.

Agujero negro

Un agujero negro u hoyo negro es una región del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, puede escapar de dicha región.

La curvatura del espacio-tiempo o «gravedad de un agujero negro» provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es debido a la gran cantidad de energía del objeto celeste

El horizonte de sucesos separa la región de agujero negro del resto del Universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo la luz. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.

Los misterios del universo Hoy en día tenemos muchas preguntas aun sin contestar

¿Habrá vida en otras partes del Universo?

¿Qué forma tiene el Universo ¿Qué forma tiene el Universo? ¿Habrá otros universos paralelos al nuestro?

¿Cuál es el destino de nuestro Universo ¿Cuál es el destino de nuestro Universo? ¿Se producirá un Big Crunch o se seguirá expandiendo por la eternidad?