ASTRONOMÍA * web especial * UNA MIRADA AL COSMOS

Formación de la Vía Láctea
Historia de un encuentro

Algunos objetos celestes gozan de una significación que sobrepasa la puramente astronómica. Entre ellos destaca nuestra galaxia, la Vía Láctea: una isla de materia en el Cosmos, una vasta colección de estrellas, gas y polvo... una galaxia más, en definitiva. El hombre ha intentado explicarla, aprehenderla y humanizarla utilizando todos los saberes a su alcance: magia, religión, filosofía, arte y ciencia han elaborado modelos que intentaban dar respuestas a dos preguntas fundamentales: ¿qué es la Vía Láctea? Y, ¿cómo se formó?


  La galaxia enana de Sagitario en interacción con el centro de la Galaxia. Sagitario se observa en la parte inferior central de la imagen; la distribución del polvo genera la estructura oscura que divide verticalmente en dos a la figura. Créditos: R. Ibata,  R. Wyse, R. Sword.



Panorama de la Vía Láctea vista de perfil en infrarrojo y visible obtenida a partir de observaciones del satélite COBE. La estructura esferoidal central es la mejor imagen del bulbo que tenemos.
 Créditos: NASA.
  Distribución del monóxido de carbono en la Vía Láctea. Este compuesto nos indica la distribución de las nubes moleculares a partir de las cuales se forman las estrellas.
 Créditos: CfA-Harvard.

Historia de un encuentro
La primera aproximación a la Vía Láctea tuvo que esperar hasta principios del siglo XVII. La introducción del telescopio en la observación astronómica aportó la primera prueba de que «...la naturaleza de la Vía Láctea no es más que un ingente conglomerado de estrellas». Galileo fue el  encargado de darnos la respuesta e indicarnos el camino a seguir: instrumentación, observación y una mente abierta y osada capaz de generar nuevas teorías y enfrentarse  al paradigma vigente forman la receta que todavía funciona. Desde entonces, la historia de la Astronomía ha ido paralela al desarrollo de nuestro conocimiento de la Galaxia: toda revolución científica lleva aneja una nueva visión de la Vía Láctea.
A principio de los 60, se creía tener un conocimiento bastante aproximado de la estructura de nuestra galaxia: se trata de una galaxia espiral, formada por dos grandes sub-sistemas, el halo y el disco, que muestran propiedades de movimiento, químicas y morfológicas bien diferenciadas. El halo, con un bajo contenido en elementos químicos pesados, un movimiento desordenado y simetría esferoidal, constituye la componente más vieja de la galaxia. Por el contrario, el disco galáctico -donde se sitúa el Sol- presenta una estructura en la que las estrellas giran ordenadamente alrededor del centro como en un gran tiovivo,  una química más evolucionada y estrellas muy jóvenes, incluso en formación, que dibujan los brazos espirales.

El «modelo tranquilo»
El halo, la componente más primitiva, contiene los objetos más viejos de nuestra galaxia cuyo estudio, a modo de fósiles, permite la reconstrucción del nacimiento y evolución de la Vía Láctea. Los astrónomos Eggen, Lynden-Bell y Sandage se encargaron, en 1962, de realizar esta tarea: descubrieron una aparente correlación entre el contenido de elementos pesados de las estrellas  y la excentricidad de sus órbitas, que les llevó a proponer lo que podríamos llamar el "modelo tranquilo".
En este modelo, una nube de gas protogaláctica de gran radio y en rotación sufre un colapso mientras va formando estrellas. La primera generación de estrellas no contiene elementos pesados y sus órbitas (hacia el centro del colapso) son muy  elípticas. La segunda generación se forma a partir del gas residual enriquecido con los elementos expulsados por las primeras supernovas y, las órbitas, al disminuir el radio de la nube, se tornan más circulares; y así sucesivamente hasta alcanzar un equilibrio dinámico.  El gas que no ha sido capaz de formar estrellas en este rápido colapso se asienta y forma un disco con una  velocidad de rotación alta. Eureka, lo fundamental ya está explicado pero, ¿es realmente así?

Ruptura de esquemas
Si tenemos que estudiar la evolución de la arquitectura granadina pero sólo podemos analizar  un barrio y, dentro de ese barrio,  las casas pintadas de blanco, seguro que presentaremos conclusiones poco fiables. Algo así sucedía  con el conocimiento de la Vía Láctea a finales de los 60: la exploración abarcaba sólo una pequeña región de la vecindad solar y, además, en luz visible. El resto del espectro electromagnético no alcanzaba la superficie terrestre o no existían detectores para fijar y medir la radiación no visible. Al igual que en 1609, la tecnología ayudó a resolver el atasco: los telescopios de entre tres y cinco metros de diámetro se convirtieron en una herramienta más accesible, se desarrollaron nuevos detectores capaces de medir la energía en diferentes longitudes de onda y nació la astronomía espacial, que permitía obviar el filtro de nuestra atmósfera. La radiación más energética desveló mucho acerca de los diferentes procesos físicos que tienen lugar en nuestro Universo. Un Cosmos más turbulento y violento hizo aparición. Los grandes colectores permitieron fotografiar los primeros instantes del Universo material  y el "modelo tranquilo"  de formación de la galaxia empezó a resquebrajarse.

A la par, los nuevos modelos cosmológicos propugnaban la construcción de un Universo de pequeño a grande. Los primeros grumos de materia, las galaxias enanas, chocarían para formar galaxias de mayor tamaño, como nuestra Vía Láctea. Las observaciones de galaxias externas mostraron imágenes espectaculares de estos choques (ver página 10), pero aún no existía evidencia de que nuestra galaxia se hubiera formado por la fusión de varias galaxias enanas.  La fortuna sonrió y, en 1994, las medidas rutinarias de velocidad radial en un campo del halo galáctico pusieron de manifiesto la existencia de una galaxia enana en interacción con la Vía Láctea.

Se rompieron los esquemas. La parte más externa del halo galáctico parece haber tenido una gestación más violenta que la prevista en el "modelo tranquilo", y puede estar formado por los escombros de galaxias enanas que fueron capturadas y destruidas por el campo gravitatorio de la Vía Láctea. Así pues, no sólo la Galaxia, sino también la manera de estudiar la Galaxia requieren una revisión: no se trata ya de un objeto que se formó al principio de los tiempos y ha evolucionado de forma tranquila, sino de un rompecabezas que todavía está armándose y cuyas piezas ni siquiera conocemos. 

El plano galáctico ha sido siempre considerado como tal: un plano. Sin embargo, éste tiene una estructura tridimensional cuyo conocimiento puede ofrecer mucha información acerca de los procesos de formación de estrellas en el disco galáctico, así como de la interacción entre el disco y el halo.
Mediante la búsqueda de escombros en el halo se intenta dilucidar qué cúmulos y estrellas se generaron en el colapso de la nube de gas primigenia y cuáles son los residuos de una galaxia capturada.
Estudiamos la estructura de la fuente compacta situada en el  Centro Galáctico, fuente probablemente asociada a un agujero negro supermasivo. Lo que no sabemos...  Cuándo se formó y cuáles son las propiedades dinámicas del bulbo de la galaxia? Se trata de uno de los componentes menos conocido de la galaxia, situado en la vecindad del centro galáctico con forma, al menos en infrarrojo,  de cacahuete.
Cuántas galaxias enanas han sido capturadas por el campo gravitatorio de la Vía Láctea? Además de conocer mejor el halo, esta información impondría severas restricciones a los modelos cosmológicos en discusión.

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