Formas de galaxias

Question

1. He escuchado que la mayoría de las galaxias son de forma espiral o elíptica. ¿Es cierto?

2. Si es cierto, ¿por qué se forman en tales formas?

3. ¿Cómo se formaron los brazos de las galaxias espirales?

Answer 1

1. La mayoría de las galaxias grandes, brillantes y notables son ya sea espirales o elípticas, sí. Sin embargo, ciertamente hay galaxias irregulares, y es posible que sean las más numerosas.1. El asunto es que solo podemos ver las galaxias enanas más cercanas, la mayoría de las cuales no muestran una bonita estructura elíptica o espiral. De hecho, las dos galaxias más cercanas de importancia para nosotros son las Nubes de Magallanes, que son satélites de nuestra Vía Láctea con forma irregular visibles desde el hemisferio sur. Creo que estarás de acuerdo en que la Nube de Magallanes Menor, como se ve en la imagen de la NASA a continuación, no es ni espiral ni elíptica.
   _{(fuente: <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bd/Small_magellanic_cloud.jpg/562px-Small_magellanic_cloud.jpg" rel="noreferrer">wikimedia.org</a>)}

2. La formación de galaxias todavía no está completamente resuelta. Sin embargo, podemos decir algunas cosas sobre las diferentes formas. Las galaxias espirales tienden a tener un momento angular coherente. Con eso me refiero a que la mayoría de las estrellas orbitan en aproximadamente el mismo plano en la misma dirección. Esto es lo que esperas cuando hay fuerzas de arrastre presentes, y de hecho las galaxias espirales tienden a tener mucha gas y polvo. Contrasta esto con las galaxias elípticas, donde hay órbitas en todas direcciones diferentes. Además, las elípticas tienen muy poco gas y polvo, por lo que no hay nada que detenga a las estrellas de ir en direcciones opuestas, no hay viento de frente, por así decirlo.

3. Los brazos espirales son en realidad un tema muy complicado, que requiere una dinámica bastante avanzada para entenderlo completamente. Algunos de los puntos más importantes que hemos aprendido, sin embargo, son los siguientes:

   • El patrón espiral no se mueve a la misma velocidad que las estrellas se mueven. Esto se dio cuenta por primera vez cuando la gente notó que la velocidad angular de las estrellas en una galaxia espiral varía con el radio. Por lo tanto, los brazos se enrollarían con el tiempo.
   • Más bien, son más similares a ondas de densidad en el medio interestelar. Piensa en ellas como ondas de sonido propagándose a través del disco, que está rotando.
   • La sobredensidad en un brazo probablemente causa un estallido de formación estelar, que incluirá varios estrellas relativamente cortas en vida, brillantes y azules. Por lo tanto, la luz de estas estrellas traza la onda.
   • La estructura espiral bien puede ser un fenómeno transitorio que dura algún tiempo, se vuelve demasiado caótico y eventualmente se reforma. Esto se aplica especialmente a...
   • ...las barras, que se encuentran en la mayoría de las galaxias espirales hoy en día, incluyendo la nuestra. NASA nuevamente tomó una hermosa imagen con el telescopio Hubble para demostrar esto, esta vez de la NGC 1300.

1 Algunas fuentes afirmarán lo contrario, pero ten cuidado de distinguir entre encuestas limitadas por volumen (que hacen un muestreo "justo" de todo hasta cierta distancia) y encuestas limitadas por magnitud (que registran lo que podemos ver, a pesar de que podemos ver grandes espirales y elípticas más lejos de donde podemos ver irregulares enanas).

Answer 2

1. Sí, las galaxias vienen en tres tipos principales: elípticas, espirales e irregulares. Existe un sistema llamado Clasificación morfológica de galaxias; utilizado por los astrónomos para dividir las galaxias en grupos basados en su apariencia visual. Hay varios esquemas en uso por los cuales las galaxias pueden ser clasificadas según sus morfologías, siendo el más famoso el secuencia de Hubble, ideado por Edwin Hubble.

2. No hay una respuesta clara o conocida sobre por qué se forman, hay varios estudios e investigaciones relacionados con esta pregunta. El estudio de la formación y evolución de las galaxias se preocupa por los procesos que formaron un universo heterogéneo a partir de un principio homogéneo, la formación de las primeras galaxias, la forma en que las galaxias cambian con el tiempo y los procesos que han generado la variedad de estructuras observadas en las galaxias cercanas. Es una de las áreas de investigación más activas en astrofísica.

3. Los brazos espirales son regiones de estrellas que se extienden desde el centro de las galaxias espirales y espirales barradas. Estas regiones largas y delgadas se asemejan a una espiral y por lo tanto dan a las galaxias espirales su nombre. Naturalmente, diferentes clasificaciones de galaxias espirales tienen estructuras de brazo distintas. Las galaxias Sc y SBc, por ejemplo, tienen brazos muy "sueltos", mientras que las galaxias Sa y SBa tienen brazos muy enrollados (con referencia a la secuencia de Hubble). De cualquier manera, los brazos espirales contienen muchas estrellas jóvenes y azules (debido a la alta densidad de masa y la alta tasa de formación estelar), lo que hace que los brazos sean tan notables. Fuente.

Answer 3

Sí, la mayoría de las galaxias son espirales, elípticas y barradas. La razón de esto es la misma razón por la que los planetas orbitan las estrellas; la gravedad. Antes de que el universo tuviera galaxias "estructuradas", masas de gas y polvo podían simplemente agruparse y probablemente creaban una estrella masiva con una corta vida útil, después de la vida de la estrella es probable que se convierta en un agujero negro. (Un agujero negro supermasivo para ser precisos) que luego atrae una gran cantidad de gas y polvo junto con algunos otros elementos que expulsó cuando se convirtió en supernova. Estos grupos se formaron lentamente en grupos más grandes hasta que ocurrió lo mismo en una escala más pequeña y se produjeron estrellas con vidas más largas. Por supuesto, estas estrellas todavía son atraídas hacia el agujero negro supermasivo y comienzan a viajar más y más rápido. Algunas de estas estrellas serían succionadas directamente hacia el centro del agujero negro, mientras que otras simplemente lograrían escapar y comenzar a orbitarlo. Así es como obtienen su forma. En cuanto a los brazos, en lugar de que todas las estrellas estén a distancias iguales unas de otras, algunas serían más pesadas y se atraerían entre sí para formar grupos entre ellas.

Answer 4

Agregando a la respuesta de la pregunta 3 (¿Cómo se formaron los brazos de las galaxias espirales?) una de las teorías sugiere un encuentro entre galaxias. Esta simulación que encontré en otra respuesta "muestra la influencia de una galaxia cercana que causa el desequilibrio que desencadena la formación de brazos" y podría ser interesante de ver.