Galaxias

Melkweg nació del caos

El big bang sube lentamente al universo. Las nubes de gas y polvo colapsan bajo su propia gravedad en los infiernos que llamamos estrellas. Los planetas surgen de los escombros.

Una gran nube de estrellas, planetas e incluso más gas y polvo se forma en una espiral gigante por gravedad. Muchas nubes más pequeñas se unen durante miles de millones de años, y en el centro se produce un engrosamiento: nace la Vía Láctea.

La mayoría de los astrónomos, por ejemplo, conocen la historia del nacimiento de nuestra Vía Láctea, pero los nuevos hallazgos de montones de globos, viejos grupos de estrellas, muestran que las cosas fueron mucho más intensas y sorprendentes.

Muchas galaxias con sus estrellas, planetas, gas y polvo se han estrellado juntas a una velocidad increíble, y la formación de la Vía Láctea ocurrió en el orden inverso de lo que pensábamos: el bulto en el medio fue el primero.

Los hallazgos de la estrella también pueden ayudar a los astrónomos a mapear la posibilidad de vida en otros sistemas solares.

Un sistema se convierte en miles de millones

Nuestro sol es solo uno de los cientos de miles de millones de estrellas que, junto con el gas y el polvo, forman la Vía Láctea. Nuestra galaxia gira alrededor de otras galaxias en cúmulos, que a su vez giran entre sí en supercúmulos, las estructuras más grandes conocidas en el universo.

Los últimos cálculos muestran que en aproximadamente 10 millones de supercúmulos hay 2 billones de galaxias en el universo visible, mientras que pensamos que no hace mucho tiempo solo había una de ellas.

Hace unos 100 años, los astrónomos creían que el universo consistía únicamente en nuestro propio sistema, la Vía Láctea. Esta galaxia estaba formada por estrellas y planetas, y nebulosas de polvo y gas.

Pero cuando el astrónomo y cosmólogo Edwin Hubble encontró nebulosas fuera de la Vía Láctea en 1923, se comprobó que hay más sistemas.

Los astrónomos investigaron de inmediato cómo se originaron todos estos sistemas y por qué se ven tan diferentes.

Desde 1923 esperan resolver el misterio del nacimiento y desarrollo de las galaxias investigando las más antiguas del universo.

Las espirales son los sujetadores salvajes del universo

Las galaxias espirales como la Vía Láctea son las estrellas más nuevas y son más volátiles que otras galaxias. Un modelo de Edwin Hubble distingue tres tipos principales de sistemas.

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Sistemas espirales

Gas y polvo se acumulan en brazos espirales, de donde surgen nuevas estrellas; Por eso los sistemas espirales son tan dinámicos.

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Sistemas irregulares

Estos sistemas no tienen una forma fija y a menudo giran en torno a sistemas más grandes. Tienen muchas menos estrellas que otros tipos de sistemas.

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Sistemas elípticos

Los sistemas con esta forma son los más grandes que conocemos. En los sistemas elípticos, muchas de las estrellas son muy antiguas.

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La luz revela sistemas de vejez

La astronomía se trata principalmente de recibir luz con telescopios y analizar de dónde proviene. O más bien: qué tan lejos llega.

La luz viaja a 299,792,458 m / s, pero el universo es tan grande que la luz de sistemas distantes tarda miles de millones de años en llegar a nuestros telescopios. Cuanto más miran los astrónomos en el universo, más atrás en el tiempo ven.

Una mirada al pasado

SPT0615-JD es una de las galaxias más frescas que hemos encontrado. Su luz se irradió hace 13.300 millones de años, cuando el universo era cósmicamente muy joven: 500 millones de años.

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Las galaxias más antiguas se crearon unos cientos de millones de años después de que el universo se formara cerca del Big Bang.

Los primeros eran pequeños, pero muchas galaxias que ahora vemos en nuestro entorno son mucho más grandes.

Es por eso que las galaxias deben haber crecido con el tiempo.

Los sistemas lejanos son rojos, los sistemas cercanos son azules

Cuanto más lejos están las galaxias, más rápido se alejan de nosotros, porque el universo se está expandiendo. Por lo tanto, la luz de los sistemas distantes se 'estira' en longitudes de onda más largas. Debido a que las longitudes de onda más largas son rojas, la luz de los sistemas distantes también es roja.

La luz de los sistemas que se nos acercan está, por así decir, comprimida en longitudes de onda más cortas que son azules. Debido a un fenómeno similar, la sirena de una ambulancia suena más alta a medida que se acerca y más baja cuando se aleja.

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Las galaxias vienen en todas las formas y tamaños. Nuestra Vía Láctea, por ejemplo, es un sistema en espiral que continuamente da a luz nuevas estrellas: un promedio de siete por año. Las estrellas surgen cuando las nubes de gas y polvo se juntan.

Las galaxias elípticas, por otro lado, producen pocas estrellas porque no contienen mucho gas y polvo.

La Vía Láctea se parece a un huevo frito con un engrosamiento (la yema) en un disco grande y plano (la proteína).

Nuestra estrella, el sol y el resto de nuestro sistema solar están en el medio de uno de los brazos espirales. En el centro, la concentración de estrellas es mucho mayor, y exactamente en el medio hay un agujero negro, llamado Sagitario A *, con una masa de más de 4 millones de veces la masa solar.

Nuestro sistema solar tarda unos 250 millones de años en completar el agujero negro central. Los investigadores han trazado todas estas características, pero aún no saben cómo se verá la Vía Láctea de esta manera.

La colisión produce características

Los enfrentamientos entre galaxias ayudaron a dar forma a la Vía Láctea.

A principios de 2019, los investigadores del proyecto LOFAR (matriz de baja frecuencia) encontraron 300,000 galaxias a grandes distancias, varias de las cuales colisionaron y se fusionaron en sistemas más grandes.

Según los investigadores, la Vía Láctea también ha crecido de esa manera.

Durante 250 millones de años, nuestro sistema solar toma un círculo completo alrededor del centro de la Vía Láctea.

Los investigadores ahora quieren ver si las galaxias jóvenes y pequeñas ya tienen sus propias características al captar ondas de radio del universo distante.

Eso significaría que las galaxias más grandes que surgen de la colisión de galaxias más pequeñas también se desarrollan a su manera.

Por lo tanto, las diferencias entre las galaxias pequeñas y jóvenes podrían ofrecernos una posible explicación de la gran diversidad de constelaciones que vemos hoy con nuestros telescopios, y de la forma en que se ha desarrollado la Vía Láctea.

Andromeda se acerca muy rápido

Ahora podemos ver a Andrómeda a simple vista, pero en unos pocos miles de millones de años el sistema estará tan cerca que llenará gran parte del cielo nocturno.

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Los sistemas se desmoronan

Andrómeda colisiona con la Vía Láctea. Los gases en los sistemas en colisión comprimen el hidrógeno, creando nuevas estrellas.

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La colisión de gas forma muchas estrellas.

Debido a la gravedad de los sistemas, las nubes de gas se contraen aún más y la formación de estrellas está en su punto más alto. Las nuevas estrellas son azules, las viejas son rojas.

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Los sistemas bailan uno alrededor del otro

Los sistemas tienen una velocidad tal que se disparan unos a otros por un momento, hasta que la gravedad los vuelve a unir. Estos movimientos distorsionan las galaxias.

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El gas se ha agotado y los sistemas van juntos

Los sistemas ahora han puesto casi por completo su gas en la formación estelar. Los grandes movimientos han terminado. Las estrellas y los planetas se juntan lentamente.

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"Melkomeda" muere

El material de los sistemas ahora está en un sistema grande: 'Melkomeda'. Ya no se forman estrellas, por lo que el sistema está muerto en términos astronómicos.

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El metal revela la vejez

El misterio de la Vía Láctea no se puede resolver simplemente mirando las pequeñas galaxias. Los investigadores pueden concluir de esto que la Vía Láctea probablemente fue causada por la colisión de sistemas, pero no más que eso.

Si la astronomía va a rastrear toda la historia de la Vía Láctea, el número de colisiones que han ocurrido y cuándo y cómo han ocurrido, debemos observar la edad de las partes de nuestro sistema.

Para determinar la edad de una galaxia, los astrónomos observan cuándo se forman las estrellas. Deducen esto de la distribución de elementos en las estrellas.

Las estrellas consisten principalmente en helio e hidrógeno, pero durante su existencia se forman elementos más pesados ​​en su interior: metales. Cuando las estrellas mueren, estos elementos más pesados ​​se extienden en el espacio y se convierten en parte de nuevas estrellas.

La vía láctea

RAYO: 500 mil millones de km (15 ceros)
Misa: 2,97 septillones de kg (42 ceros)
Vejez 13.5 billones de años
Estrellas: 200 mil millones

Las primeras estrellas no tenían elementos pesados ​​en sus capas externas, pero la siguiente generación sí; al menos hasta cierto punto, por lo que los llamamos estrellas de bajo metal.

Más tarde, se agregaron más y más elementos pesados, y las estrellas más nuevas se llaman estrellas ricas en metales, con nuestro sol como el ejemplo más conocido.

Si una parte de una galaxia contiene muchas estrellas pobres en metales, es más antigua que una parte con muchas estrellas ricas en metales.

Las bombillas son fósiles vivos.

Muchas estrellas bajas en metal que conocemos se pueden encontrar en los llamados montones de bombillas. Estos son grupos de estrellas que se mantienen unidas por la gravedad y permanecen juntas durante toda su vida.

Como las estrellas de bajo metal son muy antiguas, los glóbulos deben estar entre las "estructuras" más antiguas del universo.

La estrecha relación entre las estrellas en el mundo es una mina de oro para la investigación de galaxias. Las estrellas en los montones surgen simultáneamente pero tienen masas diferentes.

En base a esto, los investigadores trazaron cómo se relaciona el desarrollo de las estrellas con su tamaño.

Super Telescope busca las galaxias más antiguas

Con un nuevo telescopio gigante podemos ver muchas más galaxias que ahora. Debido a que la luz ha viajado más, vemos los sistemas en su formación anterior. Con eso también podemos ver las galaxias más antiguas del universo.

El telescopio ELT también puede mirar hacia el universo porque con su diámetro de 39 metros puede absorber una luz mucho más débil de lo que es posible hoy en día.

También puede hacer imágenes con una resolución mucho mayor. Los investigadores creen que pueden comenzar en 2025 con las primeras observaciones con el telescopio.

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Las estrellas pequeñas son rojizas y bastante débiles, mientras que las más grandes son brillantes y azuladas. Las estrellas rojas viven más tiempo, quizás miles de millones de años.

El universo aún no es tan viejo como para que ya estén muriendo. Así que los montones rojos son viejos, porque las estrellas azules se extinguieron hace miles de millones de años.

Si los astrónomos encuentran glóbulos con estrellas rojas, se han encontrado con las partes más antiguas de una galaxia y pueden determinar si se creó primero el bulto en el centro o el disco que lo rodea.

Es por eso que los montones de globos se llaman 'fósiles vivos de formación de galaxias'.

El Melkweg contiene más de 150 montones de globos conocidos. Los astrónomos saben que una parte de la Vía Láctea se creó porque el gas y el polvo colapsaron bajo la gravedad después del Big Bang.

Sin embargo, los 150 montones de bolas no giran tan rápido alrededor del centro del sistema, y ​​algunos giran en un ángulo ligeramente diferente. Los glóbulos que siguen al disco se formaron temprano, junto con el resto de la Vía Láctea, y los glóbulos que no siguen al disco se agregaron más tarde.

La gran pregunta ahora es qué partes de nuestra galaxia se formaron por primera vez.

El globo M80 se encuentra entre nuestro sistema solar y el corazón de la Vía Láctea. M80 es uno de los montones de globos con más estrellas.

Podemos ver la paz y el caos de los grupos estelares.

Las bombillas son grupos de estrellas que están tan juntas que la gravedad las mantiene juntas como una familia muy unida.

Permanecen juntos toda su vida, y es por eso que probablemente sean algunos de los grupos estelares más antiguos del universo.

El Melkweg tiene alrededor de 150 montones de globos conocidos, mientras que el vecino sistema Andromeda tiene 500. El mayor número de grupos de globo tiene el sistema espiral M87: hasta 10,000.

Los movimientos de los cúmulos de globos se pueden usar para calcular el tamaño de una galaxia cuando los montones comienzan a circular. Cuanto más pequeño era un sistema, más glóbulos podrían haberlo influenciado.

La dirección y la velocidad de los montones indican si ha habido colisiones en el pasado.

Si el sistema ha tenido una vida agitada con muchos enfrentamientos entre galaxias, los cúmulos de globos se moverán caóticamente, pero si el desarrollo progresa más suavemente, es probable que los montículos sigan los movimientos del resto del sistema.

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La yema de huevo viene antes que la proteína.

Cuando el astrónomo Denilso Camargo publicó fotos de cinco montones de globos recién descubiertos, los astrónomos sacudieron las orejas, porque los montones de globos están todos cerca del bulto en medio de la Vía Láctea. Los globos tienen entre 12,5 y 13,5 mil millones de años, lo que significa que todas sus estrellas son bajas en metal.

Y eso es muy sorprendente, porque este tipo de montón de bulbos generalmente se encuentra mucho más lejos del centro de la Vía Láctea.

Los montones de bulbos pobres en metales en el medio de la Vía Láctea indican que primero se formó el bulbo central, la 'yema de huevo', y no los brazos espirales (la 'proteína'). El bulto recuerda a un pequeño sistema elíptico, por lo que tal vez la Vía Láctea comenzó con una forma diferente.

La siguiente pregunta es cómo se originó el sistema elíptico.

Los movimientos de los montones de globos terráqueos recientemente encontrados indican que muchas galaxias se han estrellado y formado la 'Vía Láctea del Bebé', que más tarde se convirtió en brazos espirales.

Esta teoría contrasta con lo que los astrónomos han pensado hasta ahora: que el exterior de la Vía Láctea es una fusión de pequeñas galaxias y que el engrosamiento es solo de una fecha posterior.

Por lo tanto, los cinco montones de globos indican un pasado más turbulento de la Vía Láctea que lo sugerido por las observaciones anteriores.

Vivir en el espacio es más viejo que la tierra

El desarrollo de galaxias no es solo una cuestión de formación estelar y la aparición de grandes estructuras. También se trata de las condiciones de la vida misma. Los planetas también se forman con nuevas estrellas.

El descubrimiento de los montones de globo muestra que hace miles de millones de años se formaron estrellas con mucha más frecuencia, por lo que se puede decir que se formaron más planetas en ese momento.

Más planetas también significa: más posibilidades de planetas como la tierra. Si la vida llega a existir tan pronto como un planeta pueda soportarla, la vida extraterrestre (si ya existe) en su mayor parte comenzará a existir mucho antes de que la Tierra tome forma.

Sumérgete en la investigación de las galaxias.

LOFAR es un enorme sistema de antena que los científicos usan para analizar ondas de radio desde el espacio. Lea más sobre el proyecto aquí: //www.lofar.org/

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