Qué es una galaxia: definición, tipos y datos clave sobre la Vía Láctea

Descubre qué es una galaxia: definición, tipos (espiral, elíptica, irregular), curiosidades y datos clave sobre la Vía Láctea y el asombroso universo observable.

Una galaxia es un grupo de muchas estrellas, con gas, polvo y materia oscura. El nombre "galaxia" procede de la palabra griega galaxia, que significa lechosa, en referencia a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

La gravedad mantiene unidas a las galaxias contra la expansión general del universo. En efecto, la expansión del universo tiene lugar entre grupos de galaxias, no dentro de esos grupos. La gravedad mantiene unida a la galaxia, y lo mismo ocurre con los grupos de galaxias, como nuestro Grupo Local de la Vía Láctea. La gravitación es producida por la materia y la energía de una galaxia o grupo de galaxias. Todo en una galaxia se mueve en torno a un centro de masa, que también es un efecto de la gravedad.

Existen varios tipos de galaxias: las elípticas, las espirales y las lenticulares, que pueden tener o no barras. También hay galaxias irregulares. Todas las galaxias existen dentro del universo. El Universo observable contiene más de 2 billones (10 ¹²) de galaxias y, en total, se calcula que hay 1×10 ²⁴estrellas (más estrellas que todos los granos de arena del planeta Tierra).

Componentes principales de una galaxia

• Estrellas: desde estrellas gigantes y jóvenes hasta enanas viejas; forman cúmulos abiertos y cúmulos globulares.
• Gas y polvo interestelar: hidrógeno y helio en estado atómico, molecular y ionizado; estas reservas alimentan la formación estelar.
• Materia oscura: componente dominante en masa que no emite luz pero cuya presencia se infiere por efectos gravitatorios (por ejemplo, las curvas de rotación de las galaxias).
• Agujeros negros: muchas galaxias contienen un agujero negro supermasivo en su centro, que influye en la dinámica y evolución galáctica.
• Halo galáctico: región esférica que rodea el disco en galaxias espirales, formada por estrellas antiguas, cúmulos globulares y materia oscura.

Tipos de galaxias (resumen)

• Elípticas: desde casi esféricas (E0) hasta muy aplastadas (E7); contienen principalmente estrellas viejas y poco gas.
• Espirales: disco con brazos espirales y un bulto central; ricas en gas y formación estelar (subtipos Sa, Sb, Sc según apertura de brazos).
• Espirales con barra (SB): tienen una estructura lineal de estrellas a través del centro que alimenta los brazos.
• Lenticulares (S0): forman un puente entre elípticas y espirales; disco presente pero con poca formación estelar.
• Irregulares: no muestran forma definida; a menudo ricas en gas y con intensa formación estelar, muchas son pequeñas (enanas).

Estructura y dinámica

Las galaxias no son objetos sólidos: sus componentes (estrellas, gas, cúmulos) se mueven bajo la influencia de la gravedad hacia el centro de masa. En las espirales, el disco gira de forma diferencial (distintas velocidades según la distancia al centro). Observaciones de las curvas de rotación muestran que las velocidades no disminuyen como esperarían solo con la materia visible, lo que aporta evidencia de materia oscura.

Formación y evolución

Las galaxias se formaron a partir de pequeñas fluctuaciones de densidad en el universo primitivo, que crecieron por gravedad hasta dar lugar a halos de materia oscura donde se condensó el gas para formar las primeras estrellas y galaxias. A lo largo del tiempo, las galaxias crecen por:

• acreción de gas frío;
• fusiones y colisiones con otras galaxias (estos encuentros pueden transformar espirales en elípticas o desencadenar brotes de formación estelar);
• interacciones que generan colas y puentes de marea visibles en muchas imágenes telescópicas.

Observación: cómo estudiamos las galaxias

Las galaxias se observan en todo el espectro electromagnético: luz visible (telescopios ópticos como el Hubble), infrarrojo (permite ver estrellas detrás del polvo), radio (por ejemplo, la línea de 21 cm del hidrógeno), rayos X (gas muy caliente en cúmulos) y recientemente con instrumentos espaciales como el James Webb. El corrimiento al rojo (redshift) de las líneas espectrales permite medir la distancia y la velocidad de huida de las galaxias, base de la Ley de Hubble y del estudio de la expansión del universo.

La Vía Láctea: datos clave

• Tipo: galaxia espiral barrada.
• Diámetro aproximado: 100.000–200.000 años luz (según método y definición del borde).
• Número de estrellas: entre ~100.000 y 400.000 millones.
• Sol: se encuentra a unos ~8 kiloparsecs (≈26.000 años luz) del centro galáctico.
• Agujero negro central: Sagittarius A*, con una masa de ~4 millones de masas solares.
• Estructura: disco con brazos (ej.: Perseo, Sagitario, el brazo de Orión como una ramita llamada «spur»), bulbo central y halo de cúmulos globulares.
• Edad: las estrellas más antiguas tienen más de 12.000 millones de años; la Vía Láctea se formó en las primeras etapas del universo.
• Futuro: la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda (M31) colisionarán y se fusionarán dentro de unos 4–5 000 millones de años, formando una galaxia más grande.

Contexto cósmico: grupos y grandes estructuras

Las galaxias no están aisladas: se agrupan en grupos y cúmulos (como el Grupo Local) y estos a su vez forman filamentos y vacíos que constituyen la red cósmica o cosmic web. En escalas mayores, la expansión del universo separa estructuras a gran distancia, mientras que la gravedad domina en escalas de grupos y cúmulos.

Hechos rápidos

• El universo observable contiene más de 2 billones de galaxias.
• Se estima que hay en total alrededor de 1×10 ²⁴estrellas en el universo observable.
• Las fusiones galácticas son un mecanismo clave en la evolución de las galaxias.
• La materia oscura y la energía oscura son componentes esenciales para explicar la dinámica y la expansión del universo; su naturaleza sigue siendo uno de los grandes misterios de la cosmología.

Si quieres, puedo ampliar alguna sección concreta (por ejemplo, la clasificación de Hubble, cómo se miden distancias a galaxias, o más datos específicos sobre la Vía Láctea y Andrómeda).

Descripción

Hay galaxias de diferentes tamaños. Las galaxias típicas van desde las enanas, con tan sólo diez millones (10⁷ ) de estrellas, hasta las gigantes, con cien billones (10¹⁴ ) de estrellas, todas ellas orbitando alrededor del centro de masa de la galaxia. Las galaxias pueden contener muchos sistemas estelares múltiples, cúmulos de estrellas y varias nubes interestelares. El Sol es una de las estrellas de la Vía Láctea; el Sistema Solar incluye la Tierra y todos los demás objetos que orbitan alrededor del Sol.

Los cúmulos estelares no son galaxias, sino que están dentro de las galaxias. Los cúmulos globulares son cúmulos estelares de forma esférica que forman parte del halo exterior de la Vía Láctea. Uno de los mayores (y más antiguos) cúmulos estelares conocidos, Messier 15, tiene varios millones de estrellas, muy juntas, con un agujero negro en su centro. Las estrellas están demasiado juntas como para poder hacer un recuento exacto, pero sin duda tiene más estrellas que algunas de las galaxias más pequeñas.

Dentro de los cúmulos de galaxias, las galaxias se mueven en relación con otras galaxias. Pueden colisionar, y de hecho lo hacen. Cuando esto ocurre, las estrellas suelen pasar de largo, pero las nubes de gas y el polvo interactúan y pueden formar una ráfaga de nuevas estrellas. La gravedad empuja a ambas galaxias hacia formas algo nuevas, formando barras, anillos o estructuras en forma de cola.

Muchas galaxias siguen formando nuevas generaciones de estrellas. La Vía Láctea, y todas las galaxias con forma de espiral como ella (véase la imagen de la derecha de NGC 2997), producen nuevas estrellas a un ritmo de una o dos estrellas por año. Esta formación estelar tiene lugar en las vastas nubes interestelares que representan entre el 1% y el 10% de la masa de estas galaxias. Los cúmulos estelares globulares, en cambio, no están formando estrellas en la actualidad porque esta actividad se produjo hace miles de millones de años y luego se detuvo una vez que se agotaron todas las nubes de gas y polvo.

En la literatura astronómica, la palabra "Galaxia" con G mayúscula se utiliza para nuestra galaxia, la Vía Láctea. Los miles de millones de otras galaxias se escriben como "galaxia" con g minúscula. El término Vía Láctea apareció por primera vez en la lengua inglesa en un poema de Chaucer.

"Mira allí, he aquí, la Galaxia
que los hombres hendieron en el Milky Wey,
porque golpeó es whyt".

Cuando William Herschel escribió su catálogo de objetos del cielo profundo, utilizó el nombre de nebulosa espiral para objetos como la Galaxia de Andrómeda. 200 años después, los astrónomos descubrieron que están formados por estrellas, como la Vía Láctea, por lo que el término "nebulosa" sólo se utiliza ahora para las estructuras difusas dentro de una galaxia.

NGC 2997, una galaxia espiral en la constelación de Antila, produce nuevas estrellas a un ritmo de 1 o 2 estrellas por año

Tipos

Hay dos tipos principales de galaxias, la galaxia espiral y la galaxia elíptica. Se clasifican según la secuencia de Hubble.

Galaxia en espiral

Una galaxia espiral es una galaxia que tiene forma de espiral. La mayoría de las galaxias del universo observadas por los astrónomos son galaxias espirales (aproximadamente el 77%).

Se dividen en dos :

• Galaxia espiral barrada (clasificada como "SB")
• Galaxia espiral no barrada (clasificada como "SA")

NGC 1300 y NGC 1672 son ejemplos de galaxias espirales barradas. La galaxia del Remolino y Messier 81 son ejemplos de galaxias espirales no barradas.

Las características que identifican a una galaxia espiral son la rotación en forma de disco, los brazos espirales y una protuberancia en el núcleo galáctico. En los brazos espirales nacen nuevas estrellas calientes. El "bulto" en el núcleo galáctico tiene estrellas viejas. Esta característica es común a la mayoría de las galaxias espirales.

Galaxia elíptica

Una galaxia elíptica es una galaxia que tiene forma de elipsoide (3D de elipse). Este tipo de galaxias son las que predominan en el universo, especialmente en los cúmulos de galaxias. Su forma varía entre el círculo, la elipse y la forma de cigarro. En la secuencia de Hubble, esta forma se puede representar como clase :

• E0 (forma de círculo)
• E53 (forma de elipse)
• E7 (en forma de cigarro)

Las galaxias elípticas pueden tener un gran rango de tamaño. La galaxia elíptica gigante puede tener más de un millón de años luz y las más pequeñas (conocidas como "galaxia elíptica enana") tienen menos de una décima parte del tamaño de la Vía Láctea El tamaño de una galaxia elíptica puede medirse como un radio efectivo que define el área de la que proviene la mitad de su luz. La masa de la galaxia elíptica también es grande. Una galaxia elíptica gigante puede tener una masa de 10¹³(muchos billones) de masas solares.

Otros tipos de galaxias

Una galaxia lenticular es una galaxia que se ve en forma de disco. Determinar la forma de una galaxia lenticular es difícil porque la forma puede estar entre la galaxia espiral y la galaxia elíptica. La forma puede conocerse observando la protuberancia del centro galáctico. Si la protuberancia es muy brillante, se trata de una galaxia espiral

Secuencia Hubble


NGC 1300 es una galaxia espiral barrada


ESO 325-G004 es una galaxia elíptica


Galaxia lenticular NGC 5308

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es una galaxia?

P: ¿De dónde procede la palabra 'galaxia'?

P: ¿Cómo se mantienen unidas las galaxias?

P: ¿Qué tipos de galaxias existen?

P: ¿Cuántas estrellas hay en un número estimado de 1x1024 galaxias?

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