ASTRONOMÍA * web especial * UNA MIRADA AL COSMOS

Galaxias: Evolución Externa
La vida en la sociedad de las galaxias

La mayor parte de las galaxias vive en comunidades, lo que provoca colisiones entre ellas que dan lugar a formas espectaculares. Los tres tipos principales de agrupaciones en que habitan son los pares, grupos y cúmulos de galaxias.

Viajando a la velocidad de la luz emplearíamos 200.000 años en llegar a las galaxias más cercanas a nosotros, las Nubes de Magallanes 

(foto 1)El par de galaxias en interacción Arp 105. De las dos galaxias, que ocupan la mitad inferior, emerge una estrecha y larga cola  que apunta hacia una posible galaxia enana en formación.
Créditos: P.A.Duc (CFHT)
(foto 2) Pares de galaxias.- (Las nubes de gas, representadas en azul claro, envuelven y unen la luz estelar de las  seis galaxias del grupo denominado Hickson 16).

Cuando dos galaxias se cruzan pueden tener un solo encuentro o comenzar una serie de giros una en torno a la otra, arrancándose material que da lugar a colas y puentes de marea. El material eyectado puede volver de nuevo a las galaxias, dispersarse en el medio intergaláctico o, según se ha encontrado recientemente, colapsar para formar pequeñas galaxias, llamadas enanas de marea, en las que coexisten estrellas procedentes de las galaxias que han colisionado y nuevas estrellas nacidas por la contracción del gas acumulado.

Grupos de galaxias
La Vía Láctea se encuentra en el Grupo Local, formado por unas treinta galaxias con una extensión de unos 10 millones de años luz. Existen sin embargo grupos de densidades enormes, los grupos compactos de galaxias, que constituyen los sistemas aislados de galaxias más densos del Universo. En ellos se ha observado la formación de un complejo entramado de colas y puentes de gas atómico, como el que muestra la imagen.


El cúmulo de galaxias de Coma.  Créditos: O. López-Cruz (INAOEP).

Cúmulos de galaxias .- Los cúmulos están formados por cientos y hasta miles de galaxias: son los sistemas más grandes unidos por la gravedad que se conocen en el Universo. Curiosamente la mayor parte de su materia luminosa no está en las galaxias, sino entre ellas, en forma de un gas a temperaturas de millones de grados atrapado por la fuerza gravitatoria del conjunto. En su mayor parte es material residual de su formación, enriquecido por explosiones de supernova y por el material más exterior de las galaxias, barrido en su desplazamiento por el cúmulo. 

Galaxias caníbales: las más grandes del Universo
En el centro de los cúmulos de galaxias se encuentran las galaxias más grandes del Universo. Han conseguido este récord gracias a su apetito gravitatorio, que les hace atraer hacia sí las galaxias que pasan cerca de ellas. En esta imagen, el tamaño monstruoso de la galaxia caníbal del cúmulo Abell 3827 hace parecer enanas a una decena de galaxias cercanas, que en realidad tienen el mismo tamaño que nuestra Vía Láctea. En su interior se pueden apreciar algunas recientemente ingeridas.

La vida en la sociedad de las galaxias
A pesar de que las galaxias son sistemas cambiantes, la contemplación del cielo nocturno nos produce la sensación de que los objetos celestes son inalterables. Ésto sólo es debido a la cortedad de nuestras vidas con respecto a los cientos de millones de años que separan los fotogramas de las películas galácticas. Además, estos fenómenos tienen lugar a distancias increíbles de nosotros: viajando a la velocidad de la luz emplearíamos  200.000 años en llegar a las galaxias más cercanas a nosotros, las Nubes de Magallanes, visibles como una mancha lechosa en el cielo del hemisferio sur; en 60 millones de años llegaríamos al «cercano» cúmulo de Virgo, solo observable con un instrumento astronómico. Para los humanos, que rara vez llegamos a centenarios, la distante danza de las galaxias pasa desapercibida.

Cristales rotos en choques galácticos
Los choques entre estrellas son prácticamente inexistentes, debido a las grandes separaciones estelares. Por el contrario, la mayor parte de las galaxias vive en comunidades y a distancias cortas, en forma de pares, grupos o cúmulos, y sufre al menos una colisión en sus vidas. En estos choques se encuentran 1039 toneladas (¡un uno seguido de 39 ceros!) de estrellas y gas, a velocidades de ¡700.000 kilómetros por hora! y con tamaños de 80.000 años luz. Las colisiones que suceden en las carreteras galácticas, como las de nuestras autopistas, dejan huellas inconfundibles. Las partes más débiles y expuestas de un automóvil, cristales y parachoques, dan pistas reveladoras del accidente. En las galaxias espirales la componente más frágil es el gas de hidrógeno atómico, ligero y especialmente concentrado en las partes externas, aunque también las estrellas se ven afectadas. Por ello en la interacción de  dos  galaxias espirales el gas atómico es expulsado hacia el exterior y se producen estructuras generalmente alargadas, que semejan largos colas o plumas, o constituyen un puente de materia entre las galaxias.

Se estudia la formación de galaxias enanas como residuo de colisiones violentas, mediante el estudio del gas molecular.
Se estudia el gas atómico de grupos compactos de galaxias con el interferómetro VLA, gracias al que se ha descubierto una población de grupos pobres en gas atómico.
Se utiliza la distribución de la luz de las galaxias de los cúmulos para calcular la distancia que nos separa de ellos.
Se compara la formación de estrellas en los cúmulos de galaxias para comprender la influencia de la vida en comunidad sobre las galaxias.
Lo que no se sabe...  Se forman las galaxias elípticas a partir de la fusión de  galaxias espirales en colisión?   Eso muestran las simulaciones, pero no existen pruebas. Desconocemos también si las galaxias elípticas son diferentes en los cúmulos de galaxias y fuera de ellos.
Cómo se destruye el gas atómico en los grupos compactos? Los datos muestran una coincidencia marginal entre grupos pobres en gas y la emisión de gas muy caliente. Es necesario disponer de mejores medidas para confirmarlo.
Proceden los cúmulos ricos de la unión de cúmulos pobres o incluso grupos de galaxias? Para responder a esta pregunta es necesario observar un gran número de cúmulos antiguos y por tanto más distantes.
Percibe el fenómeno de formación de estrellas  el entorno "social" en que tiene lugar? Estudiando grupos y cúmulos ya formados se puede comprender si estos procesos sienten la estructura en que están transcurriendo.

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