La mayoría de las galaxias son galaxias espirales. ¿Qué otras galaxias son diferentes?
Echemos un vistazo a ¿cuál es la galaxia espiral más grande conocida hasta el momento?
Mirando al cielo en una noche oscura, se pueden ver a simple vista muchas estrellas, planetas e incluso débiles cúmulos de estrellas y nebulosas. Pero la estructura más grande en el cielo nocturno es la banda oscura de la Vía Láctea que cruza la cúpula.
Desde nuestra perspectiva, este es el plano interior de la Vía Láctea. Para nosotros, es enorme y contiene cientos de miles de millones de estrellas con un diámetro de más de 65.438 millones de años luz. Pero la Vía Láctea no es la galaxia espiral más grande, y Andrómeda no está en este grupo de galaxias, pero es la galaxia más angular de nuestro cielo.
La galaxia de Andrómeda es la galaxia más grande de nuestro cielo debido a dos factores:
Primero, ¡es realmente grande! Tiene unos 220.000 años luz de diámetro y contiene alrededor de un billón de estrellas, que es de tres a cinco veces el número de estrellas de la Vía Láctea y más del doble de su diámetro. Es la galaxia más grande de nuestra galaxia. En segundo lugar, ¡está muy cerca de nosotros! A sólo 2,54 millones de años luz de distancia, es la gran galaxia más cercana del universo. ¡La razón por la que las galaxias de este grupo de galaxias pueden considerarse una colección es porque todas están unidas gravitacionalmente! En unos pocos miles de millones de años, Andrómeda, la Vía Láctea, la Galaxia del Triángulo y todas las demás galaxias pequeñas del Grupo Local se fusionarán para formar una única galaxia gigante.
Después de que la galaxia se fusiona, el resultado final no es una galaxia espiral, ¡sino una enorme galaxia elíptica! Entonces, ¿por qué se convierte en una galaxia elíptica en lugar de una galaxia espiral? Sólo mirar uno o dos ejemplos aislados no resolverá el problema. Si queremos saber exactamente qué sucede en las fusiones de galaxias, debemos observar todo lo que podemos ver hasta ahora y sacar conclusiones de ello.
Entonces, si observamos las galaxias del universo, centrándonos en las galaxias más grandes, ¿qué encontraremos?
Hay dos galaxias obvias en la imagen de arriba, una de las cuales tiene aproximadamente el mismo tamaño que la Vía Láctea. Es la espiral a la derecha de la imagen: IC 4970, que interactúa gravitacionalmente con su vecino gigante.
La galaxia "gigante" que se muestra arriba tiene dos enormes brazos espirales en expansión que en realidad se extienden mucho más de lo que vemos en la imagen de arriba. La nave espacial GALEX de la NASA capturó una vista panorámica de esta galaxia gigante en luz ultravioleta, que es también la galaxia espiral más grande que jamás hayamos descubierto en el universo. Como se muestra a continuación:
Esta es la galaxia NGC 6872, con un diámetro de unos 522.000 años luz. Es la galaxia espiral más grande del universo conocido. Por supuesto, dado que el universo es tan grande, es probable que haya galaxias espirales incluso más grandes que ésta, pero sólo hemos identificado ésta porque está a poco más de 200 millones de años luz de distancia. NGC 6872 es significativamente más masiva que la Vía Láctea o la Galaxia de Andrómeda, o incluso que ambas galaxias juntas. Además, su tamaño físico es mucho mayor. Hasta donde sabemos, incluso si hay galaxias espirales más grandes en el universo, no son mucho más grandes que NGC 6872.
Pero hay muchas galaxias en el universo mucho más grandes que NGC 6872. ¡Son galaxias elípticas!
Gigantes en el universo: galaxias elípticas
Incluso si solo nos fijamos en el cúmulo de galaxias de Virgo, es el cúmulo de galaxias grande más cercano a nosotros. La galaxia más grande es Messier 87, con. ¡Tiene un diámetro de aproximadamente mil millones de años luz, contiene billones de estrellas y tiene una masa total 200 veces la de nuestra galaxia!
En otras palabras, dentro de este tipo de galaxia común, una galaxia elíptica grande promedio eclipsa a las galaxias espirales más grandes conocidas. Pero hay galaxias elípticas aún más grandes en el universo.
La galaxia en la imagen de arriba es IC 1101, la galaxia más grande del universo hasta la fecha. Está a 10,7 mil millones de años luz de nosotros, contiene alrededor de 100 billones de estrellas, casi 1.000 veces la Vía Láctea, tiene una masa total de 10 15 masas solares y un diámetro estimado de 5 a 6 millones de años luz.
En comparación con las galaxias espirales más grandes conocidas, las galaxias elípticas más grandes conocidas incluyen:
El número de estrellas es casi 100 veces mayor y la masa total es probablemente cientos de veces. En su orientación más grande, es aproximadamente 10 veces su tamaño físico.
¡Las galaxias espirales son como enanas frente a las galaxias elípticas!
¿Cómo se forman las galaxias espirales? ¿Por qué casi todas las galaxias más grandes del universo son galaxias elípticas?
Hay muchas galaxias grandes en el universo, normalmente situadas en el centro de un enorme cúmulo de galaxias. Por lo general, son entre cientos y mil veces más masivas que la Vía Láctea, ¡pero ninguna es galaxia espiral! Por ejemplo, en la imagen de arriba, la brillante galaxia espiral en la esquina inferior derecha del Cúmulo Horno Celestial ni siquiera es tan masiva como Andrómeda. La enorme galaxia elíptica tiene muchas veces la masa total de Andrómeda. Entonces, ¿por qué todas las espirales son estrellas enanas? ¡Echemos un vistazo a cómo se forman las galaxias espirales!
En el universo temprano, poco después del Big Bang, pequeñas regiones que nacieron con un poco más de materia y energía que otras regiones comenzaron a atraer materia preferentemente a través de la gravedad. Con el tiempo, la masa de gas atrae suficiente material, lo que conduce a la formación de estrellas y cúmulos de estrellas. Los primeros cúmulos que se forman forman parte de una estructura más grande (nube de gas asimétrica), que colapsa primero en la dirección más corta y forma primero el disco. Con el tiempo, el disco absorbió cada vez más material, reuniendo todos los cúmulos de estrellas cercanos y formando una estructura en espiral debido a las ondas de densidad. Los cúmulos de galaxias de tamaño pequeño y mediano que se fusionaron con la galaxia entraron en el núcleo de la galaxia y mantuvieron una estructura en espiral. Este proceso ocurre en la Vía Láctea, la constelación de Andrómeda y casi todas las galaxias espirales que vemos. Una enorme nube de gas colapsó, se "aplanó" y comenzó a girar debido a la gravedad. Debido a la inestabilidad del disco, las ondas de densidad aparecen en una estructura espiral, y las galaxias espirales siempre han tenido una estructura espiral simplemente porque no se produjo ninguna expansión catastrófica que destruyera esta estructura.
Sin embargo, el proceso que conduce a la formación de galaxias más grandes en el universo (fusionándose con una o más galaxias espirales) es precisamente la destrucción de la estructura espiral en el universo.
Este proceso es muy común en el universo, y aquellas galaxias aisladas que nunca han experimentado fusiones son galaxias espirales relativamente tranquilas. Cuando dos galaxias se fusionan por gravedad, los brazos espirales de las estrellas se verán muy perturbados después de que la gravedad entre en vigor, y experimentarán una etapa de estallido estelar, en la que la formación de estrellas es extremadamente activa. Una vez finalizada la fase de estallido estelar, la galaxia entrará en su estado elíptico final.
Si quieres que dos grandes galaxias se fusionen y mantengan una estructura en espiral, necesitas una muy buena coincidencia. Estadísticamente es poco probable que esto suceda. Y cuantas más fusiones haya, especialmente cuantas más fusiones de galaxias grandes, más fácil será destruir la estructura espiral y, finalmente, obtener una estructura elíptica.
Pero algunas galaxias parecen ser una mezcla de galaxias espirales y elípticas, lo que llamamos un estado de "semifusión", que forma parte de una estructura elíptica formada por la fusión de una enorme galaxia espiral y una pequeña galaxia. La galaxia espiral original permanece algo intacta.
Esta es también la razón por la que las galaxias espirales más grandes del universo no son tan grandes. Al fusionarse con galaxias más grandes, es más probable que se conviertan en galaxias elípticas gigantes que las galaxias espirales.