Estructuras en el Universo: Distribución de estrellas en una galaxia

La simulación producida en el National Center for Supercomputer Applications, por Andrey Kravtsov (The University of Chicago) y Anatoly Klypin (New Mexico State University), muestra la creación de un disco galáctico.

Para el ejecicio se formula la formación de la galaxia en un universo CDM con constante cosmológica. Cada panel hace un 'zoom in' hacia el disco galáctico en proceso de formación, en la época cuando el universo virtual de la simulación era de "solo" 1,5 millardos de años.

Cada cuadro muestra (en sentido de las agujas del reloj comenzando por el primero de arriba a la izquierda) regiones de 36 kiloparsec, 72 kiloparsec, 144 kiloparsec y 288 kiloparsec respectivamente. La galaxia jóven se forma dentro durante un pico de alta densidad cuando ocurre la intersección de varios filamentos de gran escala. Estos filamentos suministran recursos frescos de gas y materia oscura a la galaxia. La adicion de gas alimenta activamente la formación de estrellas, mientras que la acumulación de materia oscura y de galaxias más pequeñas llevan al rápido crecimiento de la masa galáctica.

En lo paneles superiores, mostrando las regiones más pequeñas, puede ver un disco espiral jóven. El disco genera estrellas muy activamente, con zonas de formación de estrellas concentradas hacia las regiones más densas cerca del plano del disco (con azul más luminoso), de modo que la distribución de estrellas tiene también forma de disco.

A diferencia del gas, las estrellas pueden ser "calentadas" por la frecuente colisión y fusión con otras galaxias, situación mucho más común durante estas épocas tempranas. Por lo tanto, el disco estelar es algo más grueso que el disco de gas.

La distribución de estrellas puede verse en los paneles inferiores, donde se colorean las partes según la edad, de modo que las estrellas blancas son las más jóvenes y las rojas las más antiguas (las coloraciones se ven mejor en el video destacado arriba).

Puede ver como las estrellas mas jóvenes se concentran hacia el plano del disco y las regiones centrales, mientras que las más viejas presentan una distribución más extendida, formando lo que los astrónomos llaman una protuberancia o bulto (bulge). Nuestra Vía Láctea tiene un bulge bastante similar al de las estrellas rojas que se ven en este video.

Vea también: Formación de estructuras de gran escala en el Universo-Filamentos.

Nota del editor:

La gran mayoría de las galaxias puede clasificarse en tres clases de acuerdo a su forma: Espirales, elípticas, y también un pequeño grupo con aspecto amorfo denominado galaxias irregulares. Por su forma, las espirales son las más abundantes, le siguen las elípticas y por último las irregulares.

Todas las espirales rotan lentamente alrededor de un eje que pasa por su núcleo, de tal manera que los brazos van quedando rezagados durante la rotación. Nuestra galaxia es de ese tipo, siendo la banda de la Vía Láctea (visible desde la Tierra) una indicación clara de su espesor. Andrómeda es la galaxia espiral más próxima a la nuestra, a un distancia de 2 millones de AL.

Las galaxias espirales tienen los siguientes objetos en común: Cúmulos estelares, estrellas brillantes, nebulosas (gas) y materia oscura (polvo).

Las galaxias elípticas parecen compuestas exclusivamente de estrellas, ya que no se han detectado nebulosas brillantes o regiones oscuras, lo cual sugiere que es escasa la existencia de gas y polvo. Además, las estrellas más brillantes de las elípticas son de color rojo. Un ejemplo de este tipo de galaxias son los satélites galácticos de Andrómeda.

Finalmente, el grupo menos numeroso de las llamadas galaxias irregulares, compuesto por galaxias de formas no definidas; como ejemplos pueden mencionarse a las dos Nubes de Magallanes. En las galaxias irregulares se detecta la presencia de nebulosas gaseosas y nubes oscuras de polvo.

Nuestro vecindario, la Vía Láctea, se llama así desde hace siglos. El nombre tiene origen mitológico y proviene del aspecto lechoso que presenta. El Sol y su sistema planetario, está situado a unos 25 mil años luz del centro de la galaxia. La banda luminosa que vemos en el cielo es, por lo tanto, sólo una parte de la Vía Láctea vista de canto.

De hecho, prácticamente todo lo que vemos en el cielo a simple vista forma parte de la Vía Láctea. Una excepción son las llamadas Nubes de Magallanes, que ven como dos pequeñas manchas  en el cielo del hemisferio sur.

Los objetos celestes más brillantes, como las estrellas más luminosas, las nebulosas brillantes, las nebulosas oscuras y los cúmulos abiertos, se ubican en los brazos espirales de la Vía Láctea. Pero, el resto de las estrellas, entre ellas nuestro Sol, aparecen distribuidos entre los brazos.

Estimaciones acerca del número de estrellas que componen nuestra galaxia calculan un número de 200 mil millones de estrellas distribuidas en un diámetro cercano a los 80.000 años luz, en un espesor de alrededor de 5.000 años luz.

Las diferentes regiones de la Vía Láctea no se parecen unas de otras, tanto en sus movimientos como en las características de las estrellas que aparecían en ellas. Hacia el centro de la galaxia está la llamada Población de Halo, con gran parte de los objetos más viejos, mientras que los más jòvenes se concentran en los brazos espirales, con una población algo más eterogénea en el disco que forma el plano galáctico.

Fuente: cosmicweb.uchicago.edu