Al igual que las estrellas, las galaxias también evolucionan y, llegado un momento, mueren. Las galaxias pueden morir por si solas o pueden ser “asesinadas”. Sin embargo, el asesinato de una galaxia no siempre significa el final de la misma, sino que puede ser el nacimiento de otra galaxia que, llegado el momento, volverá a morir por si sola o ser asesinada de nuevo.
Cuando las galaxias mueren por si solas
Las galaxias están compuestas principalmente por gas y polvo. En las galaxias, debido a la gravedad, hay zonas donde se puede llegar a acumular mayor cantidad de hidrógeno. En esas zonas donde se acumula el hidrógeno, la gravedad será tan alta que, en un determinado momento, se calentará tanto el hidrógeno y comenzará a fusionarse dando lugar a una estrella. Cuando la estrella muera tanto el hidrógeno que no se consumió en la fusión, como el resto de elementos químicos formados durante la evolución de la estrella se expulsarán al medio interestelar dentro de esa galaxia y el ciclo de formación de estrellas volverá a comenzar, cada vez incorporando elementos químicos más pesados.
Sin embargo, poco a poco, el hidrógeno disponible para la formación de estrellas se acabará y pasado un tiempo (tan largo que nosotros no lo veremos), todas las estrellas de la galaxia se apagarán. Se podría pensar que, en ese momento, las estrellas podrían formarse a partir de esos elementos más pesados, pero el problema es que la energía que se necesita para fusionar elementos más pesados que el hidrógeno es cada vez más alta y por ello la temperatura debida a la contracción gravitacional sería tan alta que no se podrían formar estrellas.
Una vez el gas de la galaxia se ha extinguido y todas las estrellas se han apagado, solamente quedaría, en el mejor de los casos, un agujero negro en el centro de la galaxia. Pero para que este agujero negro sobreviva, es necesario alimentarlo. Poco a poco, todo el polvo y gas que quede en la galaxia caerá dentro del agujero negro, y una vez que se acabe el agujero negro también desaparecerá ya que se evaporará debido a la radiación de Hawking.
¿Qué significa que una galaxia ha muerto? Precisamente esto, no quedan estrellas, ni gas, ni polvo, ni siquiera un agujero negro. No hay nada que forme la galaxia, por lo que donde antes había una galaxia, no hay nada.
El asesinato de una galaxia
Las galaxias no se encuentran aisladas en el universo, sino que se encuentran agrupadas en estructuras cada vez mayores. Un ejemplo lo tenemos en la Vía Láctea. Nuestra Galaxia se encuentra rodeada de otras galaxias, algunas de mayor tamaño, como la galaxia de Andrómeda y otras de menor tamaño como la Gran Nube de Magallanes. A esta agrupación de galaxias, incluidas la galaxia del triángulo, entre otras, se le conoce como Grupo Local.
Pequeña Nube de Magallanes (Crédito: NASA)
Por otro lado, las galaxias no están quietas, sino que se están moviendo debido a la atracción gravitatoria que ejercen unas sobre otras. Esto hace que todas se estén atrayendo mutuamente y se muevan en torno a un centro de masas común.
La atracción gravitatoria hace que poco a poco las galaxias se acerquen más entre sí. Cuando están lo suficientemente cerca, aparecen fuerzas de marea, es decir, las partes más cercanas de las dos galaxias se atraen con más que las más lejanas, deformándose. Esa deformación se traduce en que entre ambas galaxias aparecen unos puentes de gas, es decir, el gas de una galaxia es atraído hacia la otra galaxia, incorporándose a esta última. En el proceso, tendrán lugar brotes de formación estelar, es decir, debido a la acumulación de gas procedente de las galaxias en interacción, se formarán nuevas estrellas.
Colisión de las galaxias NGC 2207 y CI 2163 (Crédito: Hubble)
También debido a la interacción entre las dos galaxias, algunas estrellas saldrán despedidas hacia el espacio intergaláctico. Se podría pensar que al colisionar dos galaxias las estrellas también colisionaran, pero la probabilidad de que eso ocurra es muy pequeña ya que la distancia entre dos estrellas es tan grande que lo más probable es que pasen de largo sin más que notar una ligera interacción gravitatoria.
Tras el paso del tiempo, las dos galaxias en colisión se fusionarán en una sola. A causa de la interacción, la forma final de la galaxia, y su composición, resultante será diferente de la que tenían las iniciales, sobre todo la galaxia más pequeña. Se podría decir que la galaxia más masiva ha asesinado a la más pequeña, pero lo que ha ocurrido es que ha nacido una nueva galaxia.
El destino de esta nueva galaxia será volver a interaccionar con otras galaxias del cúmulo en el que se encuentra hasta que solo quede una o consumir el gas formando nuevas estrellas hasta que no quede gas suficiente. Entonces, cuando se apaguen las estrellas y el agujero negro masivo del centro de la galaxia se “trague” todo el material existente, este se terminará evaporando y la galaxia morirá por fin como se ha contado arriba.
Simulación de la colisión de la galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea (Youtube – The Bad Astronomer)
Esta visión es muy simplista, pero da una idea de cómo morirán las galaxias. ¿Por qué es simplista?
Por dos razones:
- La primera porque el conocimiento que hay en astrofísica es el que conseguimos a través de las observaciones y modelos teóricos.
Hemos observado galaxias en interacción, hemos observado cómo se generan brotes de formación estelar y hemos visto galaxias que sabemos son el resultado de la interacción entre dos galaxias. También, por modelos teóricos sabemos que los agujeros negros se evaporan por radiación de Hawking, por lo que, si el agujero negro deja de alimentarse, terminará por desaparecer. Todavía nos falta mucho por saber.
- La segunda porque, en esta visión, no se ha considerado la influencia de la materia oscura ni de la energía oscura.
El universo está compuesto en casi un 5% de materia ordinaria, la materia que vemos. El resto está compuesto por materia oscura y energía oscura y lo cierto es que sabemos muy poco sobre ello.
En cualquier caso, cualquier hipótesis nos ayuda a probar nuestro conocimiento, realizar más observaciones y posiblemente a descartar nuestras hipótesis tras darnos cuenta de que nos habíamos equivocado. Es la única manera de avanzar en el conocimiento del universo.
Acelerando la Ciencia 
Muy interesante! Pero (y lo pregunto sin saber muy bien de lo que hablo) eso de que la galaxia termine evaporándose y no quede nada, ¿no va contra el principio de conservación de la energía? ¿Es posible que la colosal energía de una galaxia se evapore sin más? ¿A cambio de nada?
Saludos!
¡Hola!
No es exactamente así ya que estás pensando en un sistema «cerrado» considerando sólo la galaxia. Cuando las estrellas mueren liberan al medio interestelar los elementos más pesados que han generado en su interior, pero estos no pueden volver a formar estrellas así que puede pasar que se queden ligados gravitacionalmente a la galaxia y caigan poco a poco en el agujero negro o según se reduzca la masa de la galaxia se liberen al medio intergaláctico. Por otro lado el agujero negro, por radiación de Hawking se va «evaporando», a grosso modo se crean pares de partícula-antipartícula en su horizonte de sucesos y una parte del par caerá al agujero negro y otra se escapará fuera. Mientras el agujero negro se esté alimentando, la evaporación se puede mantener, pero si no queda material con el que alimentarse, esa evaporación hará que pasado un tiempo muy largo desaparezca por esa evaporación. Todo ese material no es que desaparezca violando el principio de conservación de la energía, sino que se desprende al medio intergaláctico y la galaxia desaparece como tal.
No sé si te he aclarado algo pero, en resumen, los principios de conservación se mantienen solo hay que considerar que el sistema es mucho mayor que la galaxia en si misma (de hecho es tan grande como todo el universo)
¡Muchas gracias!
¡Saludos!
Gracias! Sí, eso aclara el tema. Aunque me cuesta entender un escenario tipo el «big freeze» en el que el universo al completo está «muerto», sin energía aparente… Bueno, imagino que es una cuestión de tamaño. Cuanto más grande, menos es la concentración de energía.
Sí, si la expansión acelerada continua, se llegará a esa situación. Si se detiene y empieza otra contracción, lo que ocurrirá es que algunas galaxias desaparecerán pero nacerán otras nuevas!