Evolución de galaxias

Imaginad dos pueblos pequeños. Esos pueblos están separados por pocos kilómetros de distancia. Por cualquier motivo, la población de esos pueblos aumenta poco a poco. Entonces se empiezan a construir más y más casas hasta que llega un punto en el que los dos pueblos entran en contacto. Al final, la morfología de los pueblos se ha modificado debido a la interacción entre ellos y se ha creado una pequeña ciudad. Según esa pequeña ciudad vaya se vaya extendiendo hasta entrar en contacto con otros pueblos se convertirá, cada vez más, en una gran ciudad, de manera que todas las partes de la ciudad interaccionan unas con otras de una u otra manera.

Ahora vamos al espacio. Tenemos una galaxia elíptica y una espiral separadas por una distancia lo suficientemente corta como para que la interacción gravitatoria entre ellas sea notable. La galaxia elíptica, debido a la atracción gravitatoria que ejerce sobre la espiral hace que la forma de la galaxia espiral se modifique. Puede que, debido a la masa de una de ellas, las galaxias se atraigan con tanta fuerza que terminen colisionando. También puede ocurrir que la masa sea muy grande pero no lo suficiente como para que terminen fusionándose. Lo que ocurrirá en este caso es que la forma de las galaxias cambiará tanto que la galaxia elíptica será más elíptica aún y que la espiral comience a parecerse más a una elíptica.

Los cúmulos galácticos son agrupaciones de galaxias que están ligadas gravitatoriamente. En los cúmulos de galaxias todas las galaxias están interaccionando gravitatoriamente. Habrá galaxias menos masivas con una determinada forma que interaccionarán con galaxias más masivas y cuyo resultado será una nueva galaxia con otra determinada forma.

Cúmulo Abell 2218 (Fuente: Wikipedia)

Sin embargo, el entorno de un cúmulo galáctico hace que la forma, debido a la interacción gravitatoria, no sea la única característica que se ve afectada. Las galaxias, sus interacciones y su entorno definen la ecología de ese cúmulo galáctico.

La interacción gravitatoria provoca una redistribución de las masas, de las estrellas y, sobre todo, del gas que las compone.  El gas se concentra en las regiones más próximas a la zona donde está teniendo lugar la colisión y genera estallidos de formación estelar. La formación estelar lleva asociada un aumento de la radiación ultravioleta, debido al aumento de la temperatura en la zona donde se han formado nuevas estrellas. Esta radiación genera vientos que desplazan el material a su alrededor provocando cambios en la morfología.

Colisión de las galaxias NGC 4038 y NGC 4039 con brotes de formación estelar (Fuente: Wikipedia)

Las galaxias también pueden tener un núcleo activo. En ese caso, el núcleo estará emitiendo rayos X y la radiación afecta al entorno, por ejemplo ionizando el medio y provocando, también, vientos que desplacen el material de la propia galaxia o de las circundantes.

Por otro lado, la población de una galaxia la componen las estrellas. Las estrellas nacen, crecen, mueren y se reproducen. Esto quiere decir que cada galaxia tendrá poblaciones estelares de una determinada edad. A mayor edad, las estrellas tendrán un color más rojizo. A menor edad las estrellas serán azuladas. Por ello una galaxia muy evolucionada, tendrá un color rojo, mientras que una joven será más azulada.

¿Y como podemos obtener toda esta información? Lo primero que hay que dejar claro es que mirar directamente por un telescopio no es la mejor idea. Ni siquiera los astrónomos profesionales lo hacen (salvo usando telescopios pequeños, por afición y en su tiempo libre). Necesitamos recoger toda la información posible para poder estudiar el entorno de un cúmulo de galaxias. Esto se hace con detectores acoplados a los telescopios.

El detector más conocido es la cámara fotográfica. Una cámara (basada en un dispositivo CCD como el de la cámara de tu móvil) es muy útil, pero sólo si la información que estamos buscando se concentra en el rango de luz visible. Cuando se recoge información en luz visible, podemos obtener información relativa a la morfología de las galaxias, tamaños e incluso detectar lentes gravitacionales.

An interesting galaxy has been circled in this NASA/ESA Hubble Space Telescope image. The galaxy — one of a group of galaxies called Luminous Red Galaxies — has an unusually large mass, containing about ten times the mass of the Milky Way. However, it’s actually the blue horseshoe shape that circumscribes the red galaxy that is the real prize in this image. This blue horseshoe is a distant galaxy that has been magnified and warped into a nearly complete ring by the strong gravitational pull of the massive foreground Luminous Red Galaxy. To see such a so-called Einstein Ring required the fortunate alignment of the foreground and background galaxies, making this object’s nickname “the Cosmic Horseshoe” particularly apt. The Cosmic Horseshoe is one of the best examples of an Einstein Ring. It also gives us a tantalising view of the early Universe: the blue galaxy’s redshift — a measure of how the wavelength of its light has been stretched by the expansion of the cosmos — is approximately 2.4. This means we see it as it was about 3 billion years after the Big Bang. The Universe is now 13.7 billion years old. Astronomers first discovered the Cosmic Horseshoe in 2007 using data from the Sloan Digital Sky Survey. But this Hubble image, taken with the Wide Field Camera 3, offers a much more detailed view of this fascinating object. This picture was created from images taken in visible and infrared light on Hubble’s Wide Field Camera 3. The field of view is approximately 2.6 arcminutes wide.

Efecto lente gravitacional (Fuente: ESA/Hubble & NASA)

Si además entre el espejo secundario del telescopio y la cámara fotográfica ponemos diferentes filtros podemos estudiar la fotometría de las galaxias (la cantidad de luz emiten), calcular la masa de las galaxias y su distribución espectral.

Si, en lugar de tener una cámara capaz de obtener imágenes en el rango de luz visible, utilizamos un detector que pueda detectar luz infrarroja, podemos ver a través del polvo de la galaxia y observar los fenómenos de formación estelar.

Para ver la actividad de los núcleos galácticos tenemos que salir de las limitaciones que nos impone la atmósfera y observar con telescopios capaces de detectar los rayos X o la radiación ultravioleta, que también nos ayuda a detectar las regiones de formación estelar.

Ilustración del telescopio de Rayos X Chandra (Fuente: Wikipedia)

Realizar observaciones en radio utilizando radiotelescopios también es importante a la hora de caracterizar galaxias de radio o para estudiar la formación estelar ya que podemos determinar qué tipo de moléculas componen el medio que da lugar a la formación de estrellas.

Todo el entorno de una galaxia influye en su evolución. Si queremos aprender cómo evolucionan, tenemos que estudiar las galaxias en todos los entornos que podamos, ya sean galaxias aisladas, en cúmulos galácticos poco poblados o muy densos. Además, tenemos que estudiar todos los posibles tipos de galaxias, ya sean enanas o masivas, elípticas o irregulares y, en esas galaxias, determinar todas sus propiedades como la forma, el color, si tienen formación estelar o, incluso, la distribución de materia oscura.

Por último, si queréis saber más sobre galaxias, su evolución y los temas actuales en los que se investiga en España, os dejo un vídeo editado por el Instituto de Astrofísica de Canarias que se titula, precisamente, «Galaxias».

Referencias

Alan Dressler. Galaxy morphology in Rich Clusters: Implications for the formation and evolution of galaxies. The Astrophysical Journal, 236:351-365, 1980 March 1

Meghan E. Gray, Christian Wolf et al. STAGES: the Space Telescope A901/2 Galaxy Evolution Survey. Mon. Not. R. Astron. Soc. 393, 1275-1301, 2009

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s