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Galaxias: evolución interna
El zoo de las galaxias

Además de galaxias espirales, como la nuestra, existen otros tipos de galaxias que se clasifican por su apariencia o morfología, y cuya estructura responde a procesos físicos diferentes.



Versión expandida del diagrama de Hubble que presenta los posibles pasos en la evolución de las galaxias barradas. La formación de barras (naranja), su disolución(azul), canibalismo galáctico (negro) y fusión de galaxias (verde). Todas tienden a correr la población galáctica a tipos más «tempranos».
Créditos: Sky & Telescope.


Izquierda: galaxia espiral barrada junto a pequeña galaxia elíptica. Créditos: Anglo Australian Observatory. A la derecha: la Nube de Magallanes, galaxia irregular. Créditos: ESO.


El zoo de las galaxias
Ya a mediados del siglo XIX, algunas de las nebulosas observadas en el firmamento por los astrónomos (y entonces aún no consideradas como sistemas externos a nuestra propia galaxia) fueron clasificadas como espirales y elípticas. A principios del siglo XX dichas nebulosas se identificaron como galaxias y Hubble y Lundmark las clasificaron en tres tipos fundamentales: elípticas, espirales e irregulares, lo que resultó en el esquema básico que aún se utiliza hoy día (imagen superior). Las galaxias espirales, como nuestra Vía Láctea, están formadas por un núcleo, envuelto en una esfera central llamada bulbo, y un disco con brazos espirales.  Se ven en el cielo en una variedad de inclinaciones, con bulbos mayores o menores, y  con diferentes tipos de brazos espirales (mejor o peor trazados, más o menos enrollados); en ellas se aprecian otras componentes, como anillos o barras (estructuras aproximadamente rectas que se extienden a ambos lados del núcleo de la galaxia). Las galaxias irregulares, por el contrario, no tienen núcleos dominantes y tienen formas asimétricas; un claro ejemplo son las nubes de Magallanes, las dos galaxias más próximas a la nuestra, visibles a simple vista desde el Hemisferio Sur (imagen derecha). Las galaxias elípticas, en tres dimensiones, son sistemas semejantes, grosso modo, a un balón de rugby. No presentan detalles estructurales, aparte de un núcleo concentrado alrededor del cual se observa una nebulosidad cuyo brillo decrece suavemente hacia el exterior. Las galaxias elípticas constituyen la población dominante de las partes centrales de los cúmulos de galaxias  y, al menos algunas de ellas, podrían formarse por la fusión de dos o más galaxias espirales tras una colisión violenta.

Efectos de las barras
El esquema de clasificación de Hubble presenta dos secuencias paralelas, una para galaxias sin barra y otra para galaxias barradas. De hecho, los astrónomos han demostrado que la proporción de galaxias barradas es superior a la de galaxias no barradas. Esto hace de las barras una propiedad muy importante en las galaxias espirales. Las simulaciones numéricas por ordenador han reconstruido su evolución bajo la fuerza de la gravedad comprimiendo miles de millones de años en unos pocos segundos. Estas simulaciones muestran que la aparición y evolución de la barra produce efectos fundamentales en la vida de una galaxia espiral, ya que actúa como un transportador de material desde las partes exteriores del disco hacia el centro y engrosa el bulbo. Curiosamente, esto puede llevar a la autodestrucción de la barra y a un cambio en la clasificación morfológica de la galaxia. Se cree que las barras podrían, además, producir la formación de estrellas de manera violenta en las partes próximas al núcleo galáctico, a partir del material acumulado por la barra en el centro de la galaxia; o incluso dar lugar a la llamada actividad nuclear, en la que las partes centrales de las galaxias emiten una cantidad de energía mucho mayor de la que se podría atribuir  a procesos normales de las estrellas o el material interestelar.

Otras galaxias
Existen galaxias que no se ajustan al esquema de Hubble, como las galaxias perturbadas por la interacción con otras   (ver página 10). Pero también quedan fuera de la clasificación aquellas cuya apariencia no está conectada con la interacción de forma evidente, como son las conocidas como galaxias enanas por su tamaño físico (menos de la mitad de una galaxia normal), junto con otras que, con tamaños similares a los de galaxias espirales, muestran luminosidades muy inferiores (conocidas por ello como galaxias de bajo brillo superficial). En la actualidad, los astrónomos no consideran las galaxias como sistemas inmutables en el tiempo, sino en permanente cambio; en consecuencia, su lugar en la secuencia de Hubble cambiará  a lo largo de sus vidas.

Se estudia la física de las  galaxias enanas, utilizando datos de grandes telescopios, como el VLT, para determinar la cinemática del gas y las estrellas.
Se trabaja en las conexiones de la actividad nuclear con la presencia de barras  y la formación estelar violenta en el caso de galaxias cercanas.
Se estudian las propiedades de galaxias espirales aisladas, como punto de referencia para entender los mecanismos físicos que ocurren en situaciones de interacción, más complejas. Lo que no se sabe... Cuándo se formaron las galaxias que vemos? Las imágenes de galaxias muy lejanas  muestran gran proporción de galaxias con formas peculiares, lo que indica que las  espirales y elípticas se formaron más recientemente. Los procesos de formación para unas y otras están aún por dilucidar.
Existe en las galaxias espirales una conexión entre la actividad nuclear y la presencia de una barra? Galaxias activas y no activas parecen tener proporciones similares de barras. Si bien la barra facilitaría el transporte de material cerca del centro, para alcanzar el  núcleo la clave parece estar en las barras nucleares o espirales centrales, con tamaños  menores que las barras normales.
Cuál es el origen y la evolución de las galaxias de bajo brillo? ¿Cómo tiene lugar la formación estelar? ¿Son comparables las propiedades de las galaxias irregulares actuales y las de las más antiguas? 

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