UNIDAD 5: CÚMULOS, NEBULOSAS Y GALAXIAS

Transcripción

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Curso Astronomia Básica
Unidad 5.- CÚMULOS, NEBULOSAS Y GALAXIAS
2015-16
UNIDAD 5: CÚMULOS, NEBULOSAS Y GALAXIAS
ESQUEMA:
Catálogo Messier
a) Cúmulos
1.- Cúmulos Globulares
2.- Cúmulos Abiertos
b) Nebulosas
1.- Nebulosas de reflexión
2.- Nebulosas de emisión
a.- Regiones HII
b.- Nebulosas planetarias
c.- Nebulosas remanentes de supernova
3.- Nebulosas de absorción (Oscuras)
c) Galaxias
1.- Vía Láctea
2.- Tipos de galaxias
a.- Elípticas:
b.- Espirales:
c.- Lenticulares
d.- Irregulares
3.- Agrupaciones de galaxias
a.- Cúmulos
b.- Supercúmulos
4.- Interacciones de galaxias
5.- Galaxias-galaxias-galaxias
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DESARROLLO
* A los objetos celestes comprendidos en esta Unidad 5, Cúmulos, Nebulosas y Galaxias, se les conoce familiarmente
como “Objetos de cielo profundo”. A modo de introducción ver el vídeo:
(“Zooming into the Universe Wonders”; 4:40)
Objetos que se han visto en el vídeo: “Pleyades”, M45; Abell 370; “White spiral galaxy”, NGC 4291; “Cometa Holmes, 17/P
Holmes”; Fomalhaut AyB y Planeta extrasolar; “Nebulosa del Velo”; NGC 4522 galaxia espiral barrada; NGC 2628, colisión de
galaxias; NGC 3603, nebulosa difusa y cúmulo abierto; “Galaxia Andrómeda”, M31 y agujero negro en núcleo de la galaxia.
IDENTIFICACIÓN:
* Se identifican por un sistema diferente al de las estrellas. Los más importantes tienen un número con el prefijo
M, referida a Messier, el astrónomo francés buscador de cometas, que en el siglo XVIII elaboró una lista de 103
objetos, completado por su colaboradores hasta 110, objetos de aspecto nebuloso que podían ser confundidos con
cometas. Es el CATÁLOGO MESSIER.
* Más tarde, en 1888, el americano Dreyer publicó una extensa lista de estos objetos, el NGC (“New General
Catalogue”, (NGC), con los suplementos llamados Index Catalogue (IC), que elevaron su número a 13.000, muchos de
ellos solo visibles en telescopios grandes.
(Catálogo Messier; interactivo)
(Imagen del catálogo Messier)
* Entre ellos se encuentran cúmulos, nebulosas y galaxias. Algunos de estos objetos de cielo profundo además de su
número de catálogo, M o NGC, también tienen nombre propio. Así, el cúmulo abierto Las Pléyades -las Siete
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Hermanas-, en Tauro (M45; NGC ), la nebulosa de Orión (M42; NGC 1 976), la nebulosa del anillo, en Lyra (M 57;
NGC 6 720), la galaxia del Sombrero, en Virgo (M104; NGC ) etc…
(M45, Pléyades)
(M42, Nebulosa de Orión)
(M57, Nebulosa Anillo)
(M104, Sombrero)
* Sobre el Catálogo de Messier, podemos encontrar amplia información en diferentes webs, como por ejemplo en:
Portal Catálogo Messier, o Astronomía para Principiantes, con abundancia de datos imágenes y localizaciones de
estos interesantes objetos.
5.a) Cúmulos
* Es frecuente que las estrellas se asocien gravitatoriamente unas con otras formando grupos. Si el número de
estrellas que participan es elevado, sin ser excesivamente grande, estas asociaciones se llaman cúmulos.
* Abundante información puede encontrarse en la web. Nosotros apuntamos aquí apenas unos ejemplos:
5.a.1.- Cúmulos Globulares
* Los cúmulos globulares aparecen en las observaciones como manchitas redondas de luz. Son gigantescas
agrupaciones de estrellas viejas, quizás unos 10 000 millones de años.
* Los globulares cerrados están formados por millares o centenares de millares de estrellas de origen común. Se
sitúan dentro de un volumen esférico denominado halo galáctico, que rodea el disco de la Vía Láctea (también
denominado plano galáctico) y giran alrededor de su centro.
* Las estrellas que forman estos cúmulos prácticamente no tienen elementos pesados en su composición (fruto de la
edad), lo que indica que son objetos antiguos, constituidos con el material original con el que se formó la galaxia.
* Existen unos 150 cúmulos globulares en nuestra Galaxia. En otras se han identificado este tipo de cúmulos,
distribuidos en halos esféricos, por ejemplo más de 300 en la galaxia Andrómeda M31.
* El número de estrellas es tan elevado y las distancias relativas tan pequeñas que constituyen grupos ligados
gravitacionalmente, en los que cada estrella recorre una órbita más o menos elíptica alrededor del centro del
conglomerado.
* Algunos de los cúmulos globulares más interesantes:
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* M13 es el cúmulo globular mejor conocido del hemisferio norte, en la constelación de Hércules, con un diámetro
de 14', tiene una anchura de 100 años luz. Esta agrupación compacta está formada por 300.000 soles, la mayoría
más grandes que el nuestro.
Fácil de encontrar en el trapecio pequeño de Hércules:
* M5: De ligera forma elíptica. Se cree que este cúmulo es uno de los más viejos, ya que su edad estimada es de unos
13.000 millones de años. Bajo muy buenas condiciones de visibilidad, M5 puede observarse a simple vista.
El cúmulo globular es fácilmente visible como una pequeña mancha brumosa con unos buenos prismáticos.
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* M4: Es el cúmulo globular más cercano a nosotros, en Escorpión, cerca de la brillante estrella Antares. En la
frontera de visión a ojo desnudo, con magnitud aparente 5,6, puede ser detectado bajo cielos muy oscuros.
Podría ser uno de los cúmulos globulares más espléndidos del cielo si no fuera por las espesas nubes de
materia interestelar oscura que lo tapan. La absorción interestelar también tiñe de rojo el color de la luz procedente
del cúmulo, y le da un aspecto naranja tenue o parduzco en imágenes en color.
(Posición de M4 en nuestra Vía Láctea. El punto naranja es La Tierra)
(Localización en Scorpio)
5.a.2.- Cúmulos Abiertos
* Los cúmulos abiertos son relativamente jóvenes con respecto a la escala cósmica, están formados por centenares
de estrellas contenidas en una región de unos 30 años-luz de diámetro.
* Las estrellas de los cúmulos abiertos se formaron a partir de la misma nube de gas y, por esta razón, tienen la
misma composición química y una edad similar. Además, todas ellas están a la misma distancia de la Tierra.
* A medida que pasa el tiempo, las estrellas que forman los cúmulos abiertos se van separando progresivamente y,
al cabo de unos cientos de millones de años, el cúmulo se disgrega y las estrellas buscan su destino en solitario.
* Se pueden observar muchos en el plano de nuestra galaxia (la Vía Láctea) y, por ello, son también conocidos como
cúmulos galácticos.
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* M45:
El más notable de los cúmulos abiertos es, sin duda alguna, el de las Pléyades, en la constelación de Tauro.
* Situado a unos 400 años-luz de distancia de la Tierra, está formado por cientos de estrellas y mide sólo 13 años-luz
de diámetro.
* Ya observado desde Florencia por Galileo, quien veía a simple vista seis de sus componentes, aunque con su
anteojo detectó 36. Unos prismáticos revelan que hay docenas de estrellas en este cúmulo estelar.
Las más grandes y brillantes son de color blanco-azulado y cerca de cinco veces más grandes que el Sol.
Dichas estrellas se han ido formando a partir de una nube de polvo estelar a lo largo de los últimos 50 millones de
años.
* Las Pléyades están muy próximas a la Eclíptica (a solo 4 o), su ocultación por la Luna se produce muy
frecuentemente, lo que constituye un cautivador espectáculo, especialmente para los aficionados que dispongan de
un equipo medio (de hecho, se puede observar este fenómeno a simple vista o con binoculares).
Los planetas pueden, igualmente, aproximarse al cúmulo y ofrecen entonces un espectáculo digno de verse.
Ocasionalmente Venus, Marte y Mercurio, pueden incluso atravesar el cúmulo.
* M44:
El Pesebre, cúmulo abierto en la constelación de Cáncer.
* Es uno de los cúmulos más notables del cielo en razón de su tamaño aparente (95 minutos de arco), la magnitud de
sus componentes (una magnitud global de 3.7), los colores contrastados y la armónica disposición de todo el
conjunto.
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* Con grandes telescopios han sido confirmadas 200 estrellas, muchas de ellas variables pulsantes, ninguna de las
cuales es fácil de observar para los aficionados. El cúmulo se encuentra a una distancia de 577 años luz, y su edad
estaría estimada en 400 millones de años.
* Sobre M44 se mueven con frecuencia tanto la Luna como los planetas, no es infrecuente que algún débil asteroide
transite, lentamente, entre sus distintas componentes.
* Curiosamente, tanto su edad como la dirección de su movimiento, casi coinciden con los mismos elementos de las
Hyades, otro cúmulo famoso en la constelación de Tauro, visible a simple vista y conocido desde tiempo atrás pero
que, sin embargo, no está incluido ni en el catálogo de Messier, ni en el NGC ni tampoco en el IC.
* Podría creerse que estos dos cúmulos, hoy en día separados por centenares de años luz, podrían tener un origen
común en alguna gran nebulosa gaseosa difusa, que hubiese existido hace 400 millones de años.
* M103:
Este cúmulo, con forma de abanico o punta de flecha, está compuesto de, por lo menos, 40 miembros
comprobados y es, también, uno de los más lejanos del catálogo de Messier, a una distancia aproximada de 8.000
años luz.
* M103, localizado en la constelación de Casiopea, se acerca a nosotros a una velocidad de 37 km/s. Los dos
miembros más brillantes de este cúmulo son una supergigante B5 Ib, y una gigante B2 III.
* Tiene un gran número de estrellas situadas en la secuencia principal y su edad estimada se sitúa entre 9 y 25
millones de años de antigüedad.
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* Con binoculares, M103 es fácil de encontrar e identificar, y bien visible como un parche en forma de ventilador.
5.b) Nebulosas
* Nebulosa, del latín "nebula" quiere decir nube, nubes de gas y de polvo en medio de las estrellas. Las nebulosas
son a la vez nacimiento y cementerios de éstas. Aparecen brumosas a simple vista.
* Generalmente iluminadas por las estrellas que contienen, o por las situadas detrás, son algunas de las más bellas
imágenes de la astronomía que se pueden obtener actualmente, tanto más cuanto más potente sea el telescopio
que las observa. En largas exposiciones aparece una auténtica paleta de colores, incluyendo el rosa del hidrógeno.
* William Herschel descubrió nebulosas oscuras, nubes de gas y de polvos sin estrellas, demasiado densas para dejar
pasar la luz de las estrellas situadas detrás.
(En Orión, de izquierda a derecha:
“Nebulosa de “La Llama”, NGC2024; “Cabeza del Caballo”, Barnard 33; NGC 1977, malva-azul; “Nebulosa de orión, M42)
Cada una de las nebulosas indicadas, es un espectáculo en sí misma.
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* Las nebulosas desempeñan un importante papel. En su interior se forman nuevos astros debido al colapso
gravitatorio. Parte del gas se formó al comienzo del universo. El polvo y los elementos pesados son de origen más
reciente, formados en estrellas que lo liberaron al medio interestelar al final de sus vidas (supernovas).
* Hay nebulosas de varios tipos:
5.b.1.- Nebulosas de reflexión
* Son nubes de polvo cuyos átomos reflejan la luz por dispersión de la o las estrellas próximas, por lo que aparecen
del mismo color que las estrellas cuya luz dispersan.
* Un ejemplo es el de la nebulosa azulada que rodea a las Pléyades (ver Unidad 5.a.2). Parecen más azules que la
estrella debido a la forma en que la luz estelar es dispersada por las partículas de polvo en la nebulosa (equivalente a
la dispersión de la luz en la atmósfera terrestre que hace que el cielo sea azul).
(Nebulosa “Cabeza de Bruja”,IC2118, en Orión)
(Nebulosa “Casco de Thor”, NGC 2359, en Canis Major)
5.b.2.- Nebulosas de emisión
* Es el caso más común. Estas nebulosas brillan porque sus átomos, excitados por la intensa radiación ultravioleta
emitida por las estrellas próximas, se convierten a su vez en fuentes de radiación.
* Son nubes de gas ionizado que reciben energía irradiada por estrellas cercanas calientes, y se muestran rojas en las
fotografías astronómicas debido a la radiación emitida por el hidrógeno en la región roja del espectro. Es frecuente
este color en las nebulosas de emisión.
* La “Nebulosa Norteamérica” en la constelación del Cisne, próxima a Deneb, constituye un ejemplo de nebulosa de
emisión con una nebulosa de absorción en la región central oscura que se denomina El Golfo de México:
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(“Nebulosa Norteamerica”, NGC 7 000, en Cygnus)
* Dependiendo de la naturaleza de la nebulosa de emisión, se subdividen en grupos totalmente distintos:
5.b.2.a.- Regiones HII:
* Nebulosas de emisión asociadas a regiones de formación estelar, es decir, con presencia de estrellas muy jóvenes,
masivas y calientes, incluso en proceso de formación.
Es el caso de la famosa Nebulosa de Orión (M42), la más cercana a la Tierra, de la Nebulosa del Águila (M16),
en la constelación de la Serpiente, la Nebulosa Trífida (M20, en Sagitario) o la Nebulosa de la Laguna (M8, también
en Sagitario):
(Nebulosa de Orión, M42)
(“Nebulosa Trífida”, M20, en Sagitario)
(Nebulosa del Águila”,M16, en Serpens)
(“Nebulosa de la Laguna”, M8, en Sagitario)
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5.b.2.b.- Nebulosas planetarias
* A pesar de su nombre, no tienen nada que ver con los planetas. Son envolturas de gas desprendido de estrellas
“moribundas”.
Representan el estadio final de la vida de una estrella de media o baja masa (como nuestro Sol), que acaban
su vida expulsando sus capas exteriores al espacio quedando en el centro una estrella enana blanca (ver Unidad
4.d.3).
* Cuando llegan a 30 000oC emiten radiación ultravioleta que ioniza los gases que ha expulsado, hidrógeno, oxígeno,
helio o nitrógeno, provocando que emitan luz de diferentes colores según el gas:
(“Nebulosa de Dumbbell”, M27, en Vulpecula -La zorra)
* M27 fue la primera nebulosa planetaria descubierta, Ch. Messier - 1 764. Su edad está entre 3 000 y 4 000 años. Se
trata de una de las mayores nebulosas planetarias conocidas.
Otros ejemplos:
(“Nebulosa del Anillo”, M77)
en Lyra
(“Nebulosa del Buho”, M97)
en Osa Mayor
(“Nebulosa de la Hélice”, NGC7923)
en Acuario
5.b.2.c.- Nebulosas remanentes de supernova
* En ellas nos encontramos con la explosión final en la vida de una estrella de más de ocho veces la masa del Sol: una
Supernova.
El resto de ésta es la nebulosa. Con la explosión se liberan los elementos químicos que sintetizó en su
existencia: oxígeno, nitrógeno, hierro y otros… Además, se forma un posible agujero negro, una estrella de
neutrones, o una enana blanca, según sea la masa original de la estrella (Ver Unidad 4.d.3) .
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* Una supernova es un fenómeno visible desde la Tierra. La enorme explosión que sufre la estrella original se
acompaña de un aumento masivo de su brillo que puede durar hasta varias semanas e incluso meses.
Es visible a la luz del día y de noche puede ser tan brillante que incluso podría dar sombra a los objetos. Una
supernova aparece siempre como una nueva estrella, de ahí su nombre, nova.
* Las supernovas son eventos raros en nuestra Vía Láctea, entre uno y tres por siglo.
* Un ejemplo espectacular es M1
(“Nebulosa del Cangrejo”, M1, en Tauro)
(Localización M1)
* La “Nebulosa del Cangrejo” es el resto de la supernova SN 1054, la supernova más célebre de la astronomía, que
se vio a partir de julio de 1 054 d.C. y que fue registrada por astrónomos chinos y árabes. Fue tan brillante que
incluso se vio de día durante un par de semanas (de noche debería ser un espectáculo inenarrable).
* La imagen de más arriba es la mayor jamás tomada por una de las cámaras de Hubble. Se muestra la composición
final de 24 tomas individuales del Telescopio NASA / ESA Hubble Space.
5.b.3.- Nebulosas de absorción (Oscuras)
* Son vastas nubes, ricas en polvo estelar que absorben la luz. Sólo son ópticamente visibles cuando detrás de ellas
hay una fuente luminosa sobre la que puedan destacar.
* William Herschel descubrió las nebulosas oscuras, nubes de gas y polvo, sin estrellas, demasiado densas para dejar
pasar la luz de las estrellas de detrás. Por ejemplo, el gran trazo oscuro que parte la Vía Láctea en dos, en las
constelaciones del Cisne y del Águila, también se debe a una nube de polvo oscuro:
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(“Vía Láctea”, separación oscura de las constelaciones Cisne-Águila)
* Este polvo de las nebulosas está formado por sólo unas pocas decenas de átomos por centímetro cúbico en las
nubes del espacio interestelar. Pero el espacio es inmenso.
El tamaño de la Nebulosa de la Laguna es de alrededor de 110 años-luz y esto representa una cantidad
inmensa de átomos. Las paredes de polvo son débilmente iluminados por las estrellas que hay detrás, ya que estas
pequeñas partículas sólidas absorben la luz perfectamente.
Sólo los potentes telescopios pueden atravesar estas maravillas cósmicas, mediante largas exposiciones que
revelan toda la gama de colores, especialmente el increíble color rosa del hidrógeno.
* El medio difuso interestelar está formado por materia que rellena el espacio entre las estrellas. Está compuesto
principalmente por hidrógeno ionizado (H+), hidrógeno atómico (H), hidrógeno molecular (H2) y polvos. Éstos
representan menos del 1% de la masa del medio interestelar.
* El polvo interestelar, o polvo cósmico, reúne un conjunto de granos de 0,1 μm de diámetro máximo, como los
pequeños que se ven en la imagen siguiente. Son en realidad conjunto de moléculas que se hacen cada vez más y
más complejas, hasta llegar a esos 0,1 μm (alrededor de 10 000 moléculas).
(Polvo interplanetrio capturado en la estratosfera: hielo, carbono y microgranos de sílice)
* En la siguiente imagen, todo el esplendor del centro de la Nebulosa de la Laguna, M8, NGC 6523. El polvo
interestelar se reparte por casi toda la imagen, dejando simplemente percibir la estrella brillante Herschel 36, que
es la que ilumina esta región.
El vasto muro de polvo oculta numerosas estrellas jóvenes y calientes, apenas visibles en la transparencia.
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(Polvo interestelar en el centro de la Nebulosa de la Laguna, M8)
* otros ejemplos:
Nebulosa “Cabeza de Caballo” es una nebulosa oscura en la constelación de Orión. La nebulosa se encuentra
justo debajo de Alnitak, la estrella más al este del Cinturón de Orión. La nebulosa se encuentra a 1 350 años-luz.
Es fácilmente reconocible por la forma de cabeza de caballo, lo que le dio su nombre. Esta nebulosa forma
parte de una gran nube negra molecular.
Detrás de la nebulosa se encuentra el hidrógeno ionizado por la estrella brillante cercana Sigma Orionis que
le da este hermoso color rojo:
(Nebulosa oscura “Cabeza de Caballo”, Barnard 33)
(Nebulosa oscura “La Pipa”, en Ofiuco)
(“Rio Negro”, conectando Escorpio con Antares)
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PARA TERMINAR NEBULOSAS: ¡ORIÓN!
* Para apreciar todas las maravillas que encierra esta constelación, merece la pena ver la siguiente foto
suficientemente ampliada. Y luego leer el texto que incluye, creo que es David Rabanal, en su blog “Desde el Espolón
de Orión”
(Orión y sus nebulosas)
“Quizá sea Orión una de las constelaciones más espectaculares del cielo. No sólo pueden verse sus principales
estrellas desde ciudades contaminadas lumínicamente, sino que incluso se puede llegar a ver la Gran Nebulosa de
Orión.
Es más, cuando mejor se ve en las latitudes medias del Hemisferio Norte es durante el invierno, solo hace
falta mirar hacia el sureste y localizar las tres estrellas de su cinturón a eso de las nueve de la noche. Luego, cuando
esté ya más alta en el cielo se puede buscar la nebulosa de Orión, algo por debajo de la estrella central del cinturón y
comparar el color de las dos estrellas más brillantes de Orión, Betelgeuse y Rigel.
Betelgeuse, situada en el hombro derecho de Orión (arriba a la izquierda), es una supergigante roja fría (unos
o
3.500 C en su superficie), mientras que Rigel (a bajo a la derecha) es una supergigante azul muy caliente, 11.000 oC
en su superficie (el Sol, para comparar, está a unos 5.500 oC).
Saltan a la vista dos estructuras gaseosas de color rojo, una esférica en la cabeza de Orión, es la nebulosa
Lambda Orionis, M78, la otra, la C gigante que cruza la constelación se la conoce por el Bucle de Barnard. Se
desconoce su origen pero es probable que se hayan formado tras la explosión final (supernova) de varias estrellas.
Si nos vamos a la esquina inferior derecha, al lado de Rigel, vemos como una mancha lechosa, la nebulosa de
la Cabeza de Bruja, una nebulosa que refleja la luz de Rigel y le da esta un tono entre blancuzco y azulado.
También podemos encontrar la Nebulosa de la Cabeza del Caballo, justo debajo de la estrella más a la izquierda del
cinturón. Consiste en una nube de polvo que superpuesta a un fondo de color rojizo parece la cabeza de un caballo,
aunque en la foto de hoy no se ve muy bien ya que es bastante pequeña.
Pero la maravilla de Orión es su espada, o Gran Nebulosa de Orión, o M42, como ustedes prefieran. Situada
por debajo de la estrella del medio del cinturón es una potente nebulosa de emisión donde se están fabricando
nuevas estrellas. Al encontrarse a sólo 1.500 años-luz se puede ver como una tenue manchita incluso en ciudades a
simple vista. Luego, si se usan prismáticos y telescopios su espectacularidad aumenta.”
5.c) Galaxias
* Una galaxia es un conjunto gigante de millones o billones de estrellas, gas (hidrógeno, helio…), materia
interestelar, con elementos pesados en forma de polvo, que se mantienen unidas por gravedad.
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* La materia gaseosa forma un halo esférico mucho mayor que la galaxia misma. La masa media suele ser mayor que
100 millones de masas solares.
* Las galaxias interactúan con sus vecinas y estas interacciones modifican su forma. A veces dos de ellas pueden
llegar a fusionarse.
Son los objetos celestes más grandiosos, islas de materia en el espacio.
(“Galaxia espiral del sombrero”, en Virgo, vista casi de perfil)
50 mil a-l de diámetro, 28 millones de a-l de distancia
(“Galaxia espiral del Molinete”, en Osa Mayor)
170 mil a-l de diámetro, 23 millones a-l de distancia
* Las estrellas del disco describen órbitas alrededor del centro de la galaxia. La velocidad de cada estrella en su
órbita depende de su distancia al centro galáctico: las más alejadas del centro se mueven más lentamente que las
más cercanas al mismo.
5.c.1.- Vía Láctea
* En nuestra galaxia, la Vía Láctea, el Sol se mueve en su órbita a unos 250 km/s alrededor del centro galáctico, y
necesita unos 225 millones de años para completar una órbita alrededor de la galaxia.
* La Vía Láctea es como una rueda enorme y espiral de estrellas, de un diámetro de 100 000 años de luz (a-l). Desde
la Tierra aparece como una banda blanca continua, particularmente contemplada en las noches de verano.
* Consta de tres brazos espirales: el brazo Sagitario, el brazo de Orión y el brazo Perseo. La masa de nuestra Galaxia
es de unas 100 000 millones de masas solares.
El Sol, nuestra estrella, está situado en el brazo de Orión, a una distancia de unos 26 000 a-l del centro
galáctico. El centro, como el de numerosas otras, está ocupado por un agujero negro.
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(Recreación artística de la “Vía Láctea”)
5.c.2.- Tipos de galaxias
* Las galaxias son de CUATRO TIPOS:
De acuerdo con la clasificación morfológica de Hubble: Elípticas, espirales, lenticulares e irregulares.
(Clasificación de las galaxias, según Hubble)
5.c.2.a.- Galaxias Elípticas
* Con forma de elipse de menos a más ovalada (E0 hasta E7). Tienen poca materia interestelar, escaso número de
cúmulos abiertos y baja tasa de formación de estrellas.
En ellas predominan estrellas viejas, de larga evolución. Tienen un cierto parecido a los cúmulos globulares.
* Las más grandes son gigantes elípticas. Se cree que son el resultado de fusión de galaxias y pueden alcanzar
tamaños enormes.
* Cuando en las grandes galaxias espirales una parte importante de la materia gaseosa se ha transformado en
estrellas, estas galaxias se hacen elípticas. Un 30% de las galaxias son elípticas.
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(Galaxia elíptica NGC 1316, en Fornax)
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(Galaxia elíptica IC 2006)
5.c.2.b.- Galaxias Espirales
* Son discos rotantes de estrellas y materia interestelar, con una protuberancia central compuesta principalmente
por estrellas más viejas. A partir de esta protuberancia se extienden unos brazos (de formación estelar) en forma
espiral, de brillo variable.
* Algunas son Galaxias Espirales barradas (SBa-c): presentan una banda central de estrellas.
Otras son Galaxias Espirales Intermedias (SABa-c): de acuerdo a su forma, se clasifica entre una barrada y una
espiral sin barra.
* Las Espirales son las que dominan el mundo galáctico, el 60% son de este tipo.
(Galaxia espiral barrada NGC 1097, en Horno)
(Galaxia espiral NGC 1232, en Eridano)
* Nuestra Galaxia es del tipo espiral, muy semejante a la siguiente:
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(Galaxia “Molinillo Austral”, espiral barrada, M83 en Hydra; 15 millones a-l)
5.c.2.c.- Galaxias Lenticulares
* Constituyen un grupo de transición entre las galaxias elípticas y las espirales (SO). Poseen un disco, una
condensación central muy importante y una envoltura extensa.
Un ejemplo particularmente espectacular de galaxia lenticular es el correspondiente a la “Galaxia del
Sombrero”, en Virgo, mostrada anteriormente (ver p 16).
* Otras imágenes de este tipo de galaxias:
(Galaxia lenticular NGC 5128, en Centauro)
(Galaxia lenticular NGC 5010, en Virgo)
5.c.2.d.- Galaxias Irregulares
* Las que no encajan en ninguna clasificación de la secuencia de Hubble.
Algunas galaxias irregulares son pequeñas Espirales distorsionadas por la gravedad de un vecino mucho
mayor.
* Dado su tamaño, menor que las anteriores, suelen tomar mucho más tiempo que ellas para transformar su materia
gaseosa en estrellas, no adoptando ninguna forma regular.
Del total de galaxias observadas hasta la fecha solo un 5 % de las brillantes reciben el nombre de Galaxia Irregular.
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(Galaxia irregular NGC 1427A, en Fornax)
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(Galaxia irregular NGC 292, Pequeña Nube de Magallanes)
5.c.3.- Agrupaciones de galaxias
* La mayoría de las galaxias son demasiado pálidas y están demasiado alejadas como para ser percibidas “a ojo
desnudo”, o con prismáticos, excepto la de Andrómeda, M 31, visible a simple vista como una mancha borrosa.
* Las galaxias, al igual que las estrellas, se agrupan en constelaciones o cúmulos, la mayor parte están asociadas
gravitacionalmente unas a otras. Las estructuras que contienen hasta unas 50 galaxias se llaman Grupos de galaxias.
La nuestra es un miembro del llamado el Grupo Local, que sólo tiene alrededor de 40 miembros, entre ellas
la Gran galaxia Andrómeda, idéntica a la nuestra, situada en la constelación de ese miemo nombre, a unos 2,3
millones de años-luz. Junto a ellas, Las Nubes de Magallanes y varias galaxias enanas.
(“Galaxia espiral Andrómeda”, M31, en Andrómeda; 220 mil a-l de diámetro, 2,3 millones a-l de distancia)
5.c.3.a.- Cúmulos de galaxias
* Las estructuras que contienen varios miles de galaxias se llaman Cúmulos de galaxias. Estos a veces se reagrupan
en Supercúmulos que llegan a estar formados por decenas de miles de galaxias.
* El cúmulo más grande y próximo a nosotros es el cúmulo de Virgo, con 2.500 galaxias. El Grupo Local es parte de
este supercúmulo de Virgo:
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(Situación en el cielo)
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(Fotografía de larga exposición, con estrellas suprimidas;
M87, galaxia elíptica, abajo izda.)
(“Cúmulo de Virgo”, en Virgo - Cabellera Berenice; 60 millones a-l de distancia)
* Mediante el Telescopio Espacial Hubble se han podido observar cúmulos de galaxias con un elevado número de
galaxias viejas rojas, cuando el Universo tenía sólo unos pocos miles de millones de años de edad.
* Un ejemplo es el denominado MS 1054-03, cúmulo de galaxias situados a unos 8 000 millones de años-luz, cuando
el Universo tenía entre un 50 - 60% de su edad actual:
(Cúmulo MS 1054-03, 8 000 millones a-l de distancia)
José Pedro García
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5.c.3.b.- Supercúmulos de galaxias
* Son, simplemente, cúmulos de cúmulos de galaxias. Son las más grandes estructuras conocidas en el Universo,
siendo algunas de ¡más 200 millones de años-luz de tamaño!
Sin embargo, como estas estructuras no son muy comunes, sólo se conoce unas pocas.
* El más famoso supercúmulo está cercano e incluye a la Gran Muralla y al supercúmulo de Perseo-Piscis.
(Visión de supercúmulos en un radio de 1 000 millones a-l de distancia)
5.c.4.- Interacciones de galaxias
* En ocasiones las influencias gravitatorias son tan grandes que las galaxias pueden llegar a lo que podríamos
entender como “colisiones cósmicas”. Esto es lo que ocurre en muchos cúmulos de galaxias:
(Colisiones galácticas en el cúmulo MS 1054-03)
* En este cúmulo, uno de los más lejanos conocidos, se sabe que existe el mayor número de galaxias que están
chocando entre sí.
José Pedro García
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En los cuadros de la derecha se presentan ejemplos de estas verdaderas colisiones cósmicas. Se cree que las
galaxias que chocan, alteradas por los efectos gravitacionales, se funden en mil millones de años, formando otras
más grandes.
* En realidad, las galaxias no pueden colisionar como si fueran coches. Están compuestas de miles de millones de
estrellas y de nubes de polvo interestelar. A esa gran escala, las estrellas son como partículas, así que la colisión
consiste más bien en el cambio de sus formas y en su fusión.
Se cree que las galaxias de tipo espiral al fusionarse forman galaxias elípticas.
* Un caso particularmente interesante es la colisión, más bien la absorción de una galaxia menor (UGC 1813) por
otra bastante mayor (UGC 1810) que ve distorsionada su hermosa espiral formando lo que se conoce como “La Rosa
Espacial”. Este encuentro es el llamado Arp 273, en la constelación de Andrómeda:
(Colisión galácticas ARP 273, en Andrómeda, 300 millones a-l de distancia)
(Esta imagen hermosa y dramática imagen fue captada para la celebración del 21 aniversario del lanzamiento y
despliegue del Hubble en órbita alrededor de la Tierra, en diciembre de 2 010)
* Interesante es contemplar una visión en vídeo del encuentro Arp 273.
* Otro ejemplo de interacción galáctica lo constituye la Galaxia del Remolino, M51, asociación de las galaxias NGC
5194 (M51A) y NGC 5195 (M51B):
(“Galaxia del Remolino”, M51A y M51B, en Perros de Caza)
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* Otro sería el de Arp 238, una fuerte interacción entre dos galaxias espirales en el noreste de la osa Mayor. La
interacción ha unido ambas a través de un puente de material y ha arrancado dos colas muy curvadas de gas.
(Colisión Arp 238, en Osas Mayor; 425 millones de a-l de distancia)
* Un último caso que comentamos es el de Arp 244, la “Galaxia de las Antenas”, colisión entre NGC 4038 y NGC
4039:
(Colisión Arp 244, en Cuervo)
* Añadir finalmente que una colisión particularmente importante se prevé, según las simulaciones efectuadas, para
dentro de unos 5 000 millones de años entre nuestra galaxia Vía Láctea y la Gran Galaxia de Andrómeda.
El resultado de la fusión entre ambas será la formación de una enorme galaxia masiva de tipo elíptico.
* En cualquier caso, las “grandes interacciones” gravitatorias no sólo se dan entre galaxias. Particularmente tienen
interés las ocurridas entre agujeros negros. Ha sido precisamente hoy, 11 de febrero de 2 016, cuando se ha
producido una de las GRANDES NOTICIAS de la ciencia, la primera detección experimental de ONDAS
GRAVITACIONALES, procedentes de la colisión de dos agujeros negros.
La noticia ha revolucionado a la comunidad científica internacional y supone una confirmación de las
predicciones teóricas sobre este tema que se hacía en la Teoría general de la Relatividad.
Vale la pena LEER LA NOTICIA: Descubrimiento de las Ondas Gravitacionales.
¿Qué son las ONDAS GRAVITACIONALES?: LIGO (Laser Interferometry Gravitational-wave Observatory) y las
ondas gravitacionales
José Pedro García
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(Simulación del encuentro entre dos agujeros negros, formación de ondas gravitacionales)
5.c.5.- Galaxias-galaxias-galaxias
* En este texto he presentado apenas unas pocas galaxias, las que me han parecido suficientes y adecuadas a un
curso de Astronomía Básica. En la web se puede conseguir abundante información sobre el tema, por ejemplo la que
ofrece del Catálogo Messier, muchos de cuyos objetos son galaxias, o la se recogen en resúmenes como los que
ofrece la Wikipedia y sus anexos, o Google Earth, o Alton Arp en su catálogo de 388 galaxias peculiares publicado en
1966 …
* No debería faltar, para aproximarnos al “universo” de las galaxias, la que se considera ya la imagen más destacada
de este tema, la obtenida por el telescopio espacial Hubble sobre una “Visión del cielo profundo”:
(La más profunda visión de Hubble del Cielo Profundo)
* De esta imagen existe una visión observable en zoom.
* Teniendo en cuenta que la distribución de objetos celestes del universo conocido es estadísticamente igual en
todas direcciones, esta fotografía de Hubble, obtenida a partir de largas exposiciones, dirigidas hacia una zona de la
Osa Mayor, se considera representativa de la distribución de galaxias en universo.
José Pedro García
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* La primera fotografía se obtuvo en enero de 1 996. En septiembre de 2 102, los astrónomos realizaron esta visión
mejorada del Campo Extremadamente Profundo (XDF, en inglés). Se trata de la mejor visión que el ser humano ha
tenido hasta ahora del Universo.
La foto es combinación de 10 años de fotografías. La debilidad de la luz exigió muchas horas de observación,
que revelaron millares de galaxias, tanto más próximas cuanto más distantes.
La edad del universo se calcula en unos 13 700 millones de años. El XDF revela galaxias que se encuentran a
13 200 millones de años.
* Un vídeo de la zona a la que corresponde esa imagen puede ser vista en el Sitio Web de Hubble:
(Sitio web de Hubble. Vídeo 28s)
José Pedro García

UNIDAD 5: CÚMULOS, NEBULOSAS Y GALAXIAS

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