Galaxias
Foto de la galaxia M64
Las galaxias son agrupaciones de miles de millones de estrellas. Nuestra propia galaxia, es un ejemplo típico. Estrellas, gas y polvo interestelar orbitan alrededor del centro de la galaxia debido a la atracción gravitatoria de todas las demás estrellas. Nuevas generaciones de estrellas nacen a partir del gas que se condensa en regiones llamadas nubes moleculares gigantes y las estrellas, a veces, forman cúmulos de estrellas. Cuando una estrella alcanza el final de su evolución, puede devolver mucho gas al medio interestelar que será la fuente para una nueva generación de estrellas. Podemos imaginar a las galaxias como sistemas que transforman gas en estrellas y éstas nuevamente a gas.

Históricamente, las galaxias han sido clasificadas de acuerdo a su forma aparente (morfología visual, como se le suele nombrar). Una forma común es la de galaxia elíptica, que, como lo indica su nombre, tiene el perfil luminoso de una elipse. Las galaxias espirales tienen forma circular pero con estructura de brazos curvos envueltos en polvo. Galaxias con formas irregulares o inusuales se llaman galaxias irregulares, y son, típicamente, el resultado de perturbaciones provocadas por la atracción gravitacional de galaxias vecinas. Estas interacciones
entre galaxias vecinas (que pueden provocar la fusión de galaxias) pueden inducir el intenso nacimiento de estrellas. Finalmente tenemos las galaxias pequeñas que carecen de una estructura coherente y a las que también se les llama galaxias irregulares.

Se estima que existen más de cien mil millones de galaxias en el universo observable. La mayoría de las galaxias tienen un diámetro entre cien y cien mil parsecs y están usualmente separadas por distancias del orden de un millón de parsecs. El espacio intergaláctico está compuesto por un tenue gas, cuya densidad media no supera un átomo por metro cúbico. La mayoría de las galaxias están dispuestas en una jerarquía de agregados, llamados cúmulos, que a su vez pueden formar agregados más grandes, llamados supercúmulos. Estas estructuras mayores están dispuestas en hojas o en filamentos rodeados de inmensas zonas de vacío en el universo.

Se especula que la materia oscura constituye el 90% de la masa en la mayoría de las galaxias. La naturaleza de este componente no está bien comprendida. Hay evidencias que sugieren la existencia de agujeros negros supermasivos en el núcleo de algunas galaxias. La Vía Láctea, que acoge a nuestro Sistema Solar, parece tener uno de estos objetos en su núcleo.





En general, las galaxias no están aisladas en el espacio sino que suelen ser miembros de agrupaciones de tamaño pequeño o medio, que a su vez forman grandes cúmulos de galaxias. Nuestra galaxia pertenece a una agrupación pequeña de unas 20 galaxias que los astrónomos llaman el Grupo Local. La Vía Láctea y la galaxia Andrómeda son los dos miembros mayores, con 100.000 o 200.000 millones de estrellas cada una. Las Nubes de Magallanes son tres galaxias satélites cercanas, pero pequeñas y débiles, con 100 millones de estrellas aproximadamente.

El cúmulo más cercano es Virgo, que junto con el Grupo Local y otros cúmulos forma el Supercúmulo Local. Todos estos cúmulos se mueven en la misma dirección; la razón de esto podría ser otro supercúmulo escondido a la vista por nuestra propia galaxia, ya que se tiene conocimiento de supercúmulos a una distancia de hasta 300 millones de años luz. Algunos teóricos sugieren que la causa podría ser un "anillo" cósmico, una grieta unidimensional en la estructura del espacio-tiempo.

Por lo general, la distribución de cúmulos y supercúmulos en el Universo no es uniforme, sino que supercúmulos de decenas de miles de galaxias están dispuestos en largos filamentos, fibrosos y con forma de lazo, separados por grandes vacíos. La Gran Muralla, un filamento galáctico descubierto en 1989, se extiende a lo largo del espacio a más de 500 millones de años luz. Los cosmólogos suponen que la materia oscura, un material hipotético que no irradia ni refleja la radiación electromagnética, puede existir en cantidades suficientes como para generar campos gravitatorios responsables de la estructura heterógenea del Universo.


Una típica galaxia espiral
Las galaxias más distantes conocidas, cerca del límite del universo visible, son objetos débiles y azules. Las imágenes de estos objetos se pueden obtener dirigiendo un telescopio hacia las regiones aparentemente vacías del cielo, utilizando un detector de carga acoplada de estado sólido para concentrar la luz débil y procesando después estas imágenes en un ordenador o computadora. Las galaxias, que se alejan de la Tierra a una velocidad aproximada al 88% de la velocidad de la luz, pueden haberse formado alrededor de 2.000 millones de años después del origen del Universo.

Las galaxias probablemente llegaron a su configuración actual dentro de los primeros cientos de millones de años después del bing bang.





Algunas galaxias presentan una banda oscura a través de su centro. No es un "agujero" en la galaxia donde no hay estrellas, sino que son inmensas regiones de gas y polvo que absorben fuertemente la luz de las estrellas situadas detrás. Una de estas regiones en nuestra galaxia, que da la impresión de ser un "agujero en el cielo", se conoce como el Saco de Carbón y está situado en la constelación llamada Cruz. Otra ubicada en la constelación del Cisne, es muy visible en el hemisferio norte, especialmente al principio de la noche durante el otoño, y aparece como un agujero oscuro en la banda brillante de la Vía Láctea.

    En la actualidad se sabe que las galaxias, y no las estrellas, son los bloques básicos que constituyen el universo. Los telescopios modernos pueden detectar varios miles de millones de galaxias, cada una de las cuales contiene cientos de miles de millones de estrellas. Se conocen algunas galaxias que están a miles de millones de años luz de distancia y sólo se ven débilmente, incluso con los telescopios más potentes.
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Según teorías actuales de la formación de galaxias, las galaxias pequeñas y ricas de gas chocan con los agujeros negros del centro y se fusionan, y luego se convierten en las galaxias maduras del universo actual. La investigación de la visión infrarroja cercana de la fusión de galaxias luminosas está ayudando a clarificar el proceso de formación de galaxias. El choque y la compresión de las nubes de gas en la fusión de galaxias hace rápida la formación de nuevas estrellas, con un calentamiento del polvo que las rodea, y la consiguiente producción de fuerte radiación infrarroja. También aumenta el suministro de material de la acumulación de agujeros negros masivos.
Se estima que existen más de cien mil millones de galaxias en el universo observable.