Indigestión galáctica

John E. Beckman / 16-10-2006

Las galaxias son sistemas de gran envergadura formados por miles de millones de estrellas, una fracción de gas interestelar y su mezcla de polvo. Cada galaxia está situada en el interior de un halo masivo: una bola gigante de materia oscura (la naturaleza de cuyas partículas podemos solamente adivinar) que tiene típicamente cinco veces más masa que la materia "normal" conocida.

La idea que podemos tener de una galaxia es la de un objeto aislado respecto a su entorno. Sin embargo, suelen estar en grupos. Por ejemplo, nuestra galaxia, la Vía Láctea, forma parte del Grupo Local, constituido por tres grandes galaxias: la misma Vía Láctea, Andrómeda, que es su gemela en tamaño y forma, y M33, algo más pequeña y con mucha formación de nuevas estrellas en su seno.

El Grupo Local también contiene una decena de miembros de menor tamaño, algunos de ellos satélites de otros. Por ejemplo, las Nubes de Magallanes son pequeños satélites de la Vía Láctea: giran alrededor de ella un poco como planetas en órbita de una estrella. En el universo actual hay muchos grupos y cúmulos de galaxias. Los más grandes consisten en decenas de miles de galaxias que forman una unidad ligada por su propio campo de gravedad, como un enjambre de abejas cósmicas.

El escenario más verosímil de la evolución del Universo sitúa el comienzo de todo en la Gran Explosión (Big Bang). Desde entonces, la materia está expandiéndose. Para entender este proceso, es importante determinar cómo se formaron las galaxias. Hace veinte años, la idea más aceptada era que todas ellas, tanto las más pequeñas como las más grandes, se originaron por el colapso de una nube individual muy grande de gas de hidrogeno bajo la influencia de su propia gravedad (el gas condensado formó las estrellas). Según la dinámica del colapso, las galaxias giran más o menos rápidamente en sus ejes, por un proceso similar al que da lugar a la rotación de las estrellas individuales. Este modelo se llama "colapso monolítico". Como se ha demostrado que una nube más grande se colapsa más rápidamente, las galaxias mayores se habrían formado antes que las más pequeñas, con lo cual serían en promedio "más viejas".

Sin embargo, los modelos que predicen en detalle la evolución del Universo tras la Gran Explosión proporcionan dos pistas interesantes que parecen contradecir este escenario. Por un lado, si la densidad del Universo ha disminuido con el tiempo, ello implica que antes la densidad de la materia era mayor y, por tanto, la probabilidad de una colisión o amalgamación de galaxias tuvo que haber sido superior cuanto más cerca del inicio de la expansión. Por otro lado, los modelos dinámicos de condensación de la materia normal dentro de un halo de materia oscura, parecen sugerir que las galaxias pequeñas se formarían más fácilmente que las grandes. Como resultado, hay científicos teóricos que defienden que las galaxias pequeñas son anteriores y que dieron lugar a las grandes por procesos de choque o aglomeración.

Todas estas ideas son bastante bonitas. De hecho, se han observado galaxias cercanas en proceso de combinarse, y hay ejemplos de otras cuyo choque está predicho para un futuro más o menos distante. Existen dos, "Las Antenas", que parecen estar danzando un baile de la muerte, que finalizarán uniéndose en medio de sucesos violentos.

Sin embargo, el descubrimiento de una galaxia a 650 millones de años luz de nosotros con evidencia directa de que primero colisionó con otra y después se la comió, es uno de los pocos casos donde se ha visto con tanta claridad la digestión de una galaxia por otra. Fue realizado por un grupo de astrofísicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de Valencia, que observaron en la galaxia grande una serie de ondas circulares (ocupadas por estrellas formadas como consecuencia del inmenso choque) y una cinemática interna muy perturbada.

Los investigadores han realizado pruebas para determinar la causa de la colisión. Se ha medido la diferencia de edad entre las estrellas de las ondas circulares y las del resto de la galaxia: las primeras, que forman un anillo estelar a una distancia fija del centro galáctico, son mucho más jóvenes. También se han realizado modelos por ordenador para ver cómo influiría en la velocidad de las estrellas de una galaxia grande el impacto de otra de menor tamaño.

Estos modelos, cotejados con las observaciones, indican que la galaxia ingerida se acercó a la grande por un lado (es decir, no cayó sobre su faz sino que "entró" por el borde); y que su masa era aproximadamente la décima parte. El cálculo de la energía disipada en la colisión da una idea sobre la magnitud de este tipo de acontecimientos cósmicos: mil trillones de trillones, ó 1 seguido de 39 ceros de veces la energía emitida por la bomba nuclear que cayo sobre Hiroshima en la segunda guerra mundial.

Aunque no es frecuente encontrar una prueba tan clara de canibalismo galáctico, los astrónomos aseguran que existen muchas evidencias indirectas, incluso aquí al lado. En torno a la Vía Láctea hay flujos de estrellas en órbitas que las llevarán a su absorción final por nuestra galaxia. Se trata de restos de galaxias pequeñas que fueron destrozadas por el campo gravitatorio de la Vía Láctea (que está a punto de comérselas). Las mismas Nubes de Magallanes sufrirán idéntico destino.

"El grande se come al chico" no es una regla limitada a la naturaleza terrestre (o a las empresas), sino que también es válida en el Cosmos, en el mundo de las galaxias.

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El autor

John E. Beckman es Licenciado en Física Teórica y Doctor en Filosofía por la Universidad de Oxford. Actualmente es Profesor de Investigacion del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Canarias.

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