Galaxias

Una galaxia es un sistema complejo formado por millones de estrellas de todos los tamaños o edades. Una galaxia está constituida por  una gran cantidad de materia oscura como gases, polvo... y energía oscura, todo interaccionando gravitacionalmente y orbitando alrededor de un punto común.
Comenzemos hablando de nuestra galaxia: La Vía Láctea.

La Vía Láctea

Vía Láctea

La Vía Láctea tiene una forma de espiral. En el centro, existe un abultamiento central, llamado núcleo, a cuyo alrededor se extiende el disco. Este presenta algunas zonas donde la materia es más densa, las estrellas más cercanas llamadas brazos que tienen forma de media luna a causa de la rotación diferencial.
Ahora que ya hemos definido cuales son las partes de la galaxia veamos las una por una:

NÚCLEO
Con un diámetro cercano a 7 kpc y un grosor de 1 kpc, visto desde la Tierra el núcleo galáctico se halla en dirección a la constelación de Sagitario. Se compone de estrellas viejas, cercanas al final de su evolución: se llaman de Población II y tienen características similares a las estrellas que comprenden el halo y los cúmulos globulares. De hecho, son estrellas rojas, relativamente obres en elementos pesados, que se originaron con materiales aún primarios, antes de que el hidrógeno y el helio hubieran podido transformarse en otros átomos. Por la misma razón, se cree que probable que estas estrellas hayan desarrollado sistemas planetarios con planetas rocosos.
En el núcleo, el gas y el polvo existen en cantidades muy limitadas respecto a otras zonas galácticas: las estrellas son todo lo que queda del lejanísimo periodo de formación de la Galaxia.
La velocidad orbital de las estrellas que componen el núcleo es casi la misma: se cree que el núcleo rota alrdedor del eje galáctico como si fuera un cuerpo sólido. Además en el centro de la galaxia, como en otras galaxias, existe un agujero negro.

DISCO
En el disco se hayan principalmente estrellas jóvenes al principio de su evolución o formación: estas constituyen la Población I junto a las estrellas de los cúmulos abiertos de halo galáctico. Son estrellas que se hayan sobretodo en el plano galáctico y en los brazos, azules muy calientes y también frías: se formaron a partir de nubes gigantes relativamente ricas en elementos pesados y, por esa razón, es probable que hubieran desarrollado sistemas planetarios. En el disco también se hayan diversas estrellas como el Sol, que forman la Población del disco y que pueden ser muy viejas.

Partes de la Vía Láctea

En particular  las estrellas de edades comprendidas entre 2.000 y 5.000 millones de años -como el Sol- son más numerosas dentro del plano galáctico, mientras que los gases y el polvo, presentes en estas zonas de la galaxia en cantidades considerables, se hallan principalmente en las partes externas y en el espacio entre los brazos.
A priori, la velocidad de rotación de cada estrella es proporcional a la distancia que la separa del centro de la galaxia, cuanto más alejada más lenta.
La periferia de la Galaxia contiene cinco veces más materia que la que existe dentro de la órbita galáctica del Sol. Como en todas las Galaxias conocidas y en todo el universo, para ello debe existir una gran cantidad de materia oscura, invisible para los instrumentos pero evidente por su atracción gravitatoria sobre otros cuerpos.

BRAZOS
La distribución de la materia en el universo no es uniforme. Existen zonas menos densas en materia, con estrellas más distanciadas, y en otras zonas más luminosas y con más estrellas. Estas últimas se denominan brazos y son generadas por la rotación diferencial de la Galaxia. Sin embargo, si solo fuera esta la razón de su existencia en pocas rotaciones (del orden de 1.000 millones de años) deberían desaparecer.
La espiralización de nuestra Galaxia es en realidad la parte visible de una onda de densidad que se mueve alrededor de la Galaxia en el mismo sentido que las estrellas, aunque a velocidad inferior : unos 30 km/h (las estrellas se mueven unos 200-300 km/s de media). Por ello, las estrellas alcanzan y superan la onda de densidad produciendo una onda de impacto que rota también siguiendo la espiral. Las nubes de gas y polvo resultan comprimidas justo detrás del arco de lo que nosotros vemos como un brazo de espiral y dan origen a una intensa actividad de formación estelar.

Brazos de la Vía Láctea

Lo que vemos como bordes de los brazos, en realidad son zonas más luminosas a causa de la intensa producción de estrellas: aquí se amontonan las estrellas jóvenes, muy calientes y brillantes. Si existen estrellas de gran masa, en tiempo breve (breve en términos astronómicos, por supuesto) estas explotan y originan ondas de impacto que contribuyen a crear nuevos procesos de formación estelar. En cambio, si son estrellas pequeñas simplemente acompañan al material estelar en su recorrido galáctico. En todo caso, antes o después estas enriquecen al material estelar con materiales nebulosos que, a su vez, se convierten en estrellas nuevas y el ciclo se repite.
A partir de esta hipótesis y de datos recogidos por ordenador confirman que la perturbación producida por la perduración de este proceso de continua formación estelar, en un cuerpo galáctico en rotación, da un dibujo en espiral.
Ademas, estos modelos matemáticos conducen a una conclusión: si no hubiera una gran cantidad de materia oscura la espiral desaparecería, en cambio, la presencia de materia oscura estabiliza la estructura en espiral y la transforma lentamente en una espiral barrada