NEBULOSAS
O GALAXIAS
A FINALES del verano y principios del otoño, puede
observarse, en una noche despejada y oscura, desde el hemisferio norte, una
hermosa franja plateada en el cielo. La parte másluminosa y amplia de esta
banda corre desde la constelación del Cisne hasta la de Sagitario.
Anaxágoras la llamó gala (del
griego, leche) y Eratóstenes galaxia. El mito
griego dice que cuando Heracles (Hércules) era amamantado por Hera (Juno), éste
escupió la leche y formó así esa franja en el cielo. Los romanos la llamaron
Vía Láctea.
Los distintos pueblos de la Antigüedad le han atribuido diferentes
interpretaciones, mismas que reflejan lo que era su mundo. Para los egipcios,
se trataba de trigo desparramado por la diosa Isis; para los incas, polvo
dorado de estrellas, para los nahuas, una serpiente de nubes; para los
bosquimanos, cenizas luminosas desprendidas de las hogueras; para los
esquimales, una banda de nieve; para los teutones, el camino al Valhalla.
Hoy en día llamamos galaxia a un conjunto de millones de estrellas, gas y polvo
unidos entre sí por la fuerza de su propia gravedad. Nuestra galaxia es un
sistema formado por unos cien mil millones de estrellas, una de las cuales es
el Sol. A este gran sistema lo hemos bautizado con el nombre de Vía Láctea. Sin
embargo, es mas común asociar este nombre con la banda difusa y brillante en el
cielo que mencionamos anteriormente y que marca el plano central de la Galaxia.
Uno de los primeros hombres en observar el cielo a través de un telescopio fue
Galileo Galilei (1564-1642), quien, al apuntar su telescopio hacia esta banda
difusa, se dio cuenta de que la luz proviene de una multitud de estrellas
demasiado débiles para ser visibles individualmentea simple vista. Galileo fue,
posteriormente, amenazado y silenciado por la Iglesia católica por sostener que
sus observaciones apoyaban el punto de vista de Copérnico, quien sostenía que
la Tierra no ocupa un lugar privilegiado en el Universo.
Durante los tres siglos que siguieron al descubrimiento de Galileo acerca de la
naturaleza de la Vía Láctea, muchos astrónomos pensaron que nuestra galaxia era
todo el Universo. Se tenía la idea —correcta— de que se trataba de un sistema plano como una rueda, que
se presenta como una banda vista desde el
interior cuando se mira en dirección del plano. Reacios a abandonar
la idea de un lugar privilegiado, muchos astrónomos pensaban que el Sol se
hallaba en el centro de ese sistema (ten el centro del Universo!).
Durante el siglo XIX se construyeron cada vez mayores telescopios y con ello
creció el interés en el estudio de las llamadas 'nebulosas', que,
como pronto se dieron cuenta, eran de diversos tipos. Algunas se veían
claramente como
nubes de gas alumbradas por la luz que emiten las estrellas desde su interior.
Probablemente la nebulosa más conocida de este tipo es la nebulosa de Orión que
se puede ver con un telescopio pequeño en la estrella de en medio de la
'espada' del Gigante (Figura 1). Sin embargo, la naturaleza de otras
nebulosas no era tan evidente. Algunas, como
las llamadas nebulosas espirales, tenían una estructura muy diferente a las
grandes nubes de gas (Figura 2).
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Figura 1. Nebulosa de Orión. Ésta es una nube de gas y polvo en nuestraGalaxia.
El gas es iluminado por estrellas muy calientes embebidas en él.
En los albores del
siglo xx, el debate entre los astrónomos acerca de la naturaleza de las
nebulosas espirales se hizo más candente. Algunos sostenían que éstas eran
galaxias, como
la Vía Láctea, pero situadas a grandes distancias de ella. Este punto de vista
había sido formulado ya un siglo antes por el gran filósofo Immanuel Kant,
quien llamaba a dichas nebulosas universos islas. Otros astrónomos, sin
embargo, creían que las nebulosas espirales eran también parte de nuestra
galaxia, la cual, pensaban, contenía a todos los cuerpos celestes.
En 1920, ante una reunión de los miembros de la Academia de Ciencias
Norteamericana, Heber Curtis y Harlow Shapley sostuvieron un debate acerca de
las distancias relativas a las nebulosas espirales. En esa época, los métodos
para determinar distancias a objetos muy lejanos apenas se empezaban a
desarrollar. Aún hoy en día, éste continúa siendo un problema difícil en el
campo de la astronomía.
Shapley acababa de demostrar que el Sol no está en el centro de la Vía Láctea;
para ello se basó en la siguiente observación: alrededor del disco que define
el plano de la Galaxia, se encuentran los llamados cúmulos globulares, enormes
enjambres de forma esférica formados por miles de estrellas que, se piensa,
tienen un origen y edad comunes. Los cúmulos globulares forman una especie de
halo esférico alrededor del
disco. Shapley encontró que el centro de esta
distribución esférica —del halo— se encontraba
a variosmiles de años luz del Sol. El centro de
distribución de los cúmulos globulares marca el centro de la Galaxia. El valor que Shapley
calculó para el tamaño de la Galaxia resultó demasiado grande debido a que no
tomó en cuenta el efecto de absorción interestelar de la luz de las estrellas
lejanas (esta absorción, debida fundamentalmente al polvo interestelar, reduce
el brillo observado de las estrellas haciéndolas aparecer más distantes de lo
que en realidad están). Debido a esta sobrevaluación de las dimensiones reales
de la Galaxia, Shapley concluyó que la inmensa Vía Láctea contenía a las
nebulosas espirales.
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Figura 2. Galaxia espiral vista de frente.
Curtis, por otro lado, afirmaba que, según sus observaciones, las nebulosas
espirales se encontraban fuera de la Vía Láctea. La realidad es que, en ese
momento Curtis no pudo dar una evidencia contundente en favor de su punto de
vista. Sin embargo, tres años más tarde, Edwin Hubble, utilizando el nuevo
telescopio dotado de un espejo 2.5 m de diámetro del Observatorio de Monte Wilson, demostró la
existencia de estrellas variables en las nebulosas espirales más prominentes.
También pudo mostrar que la variación del brillo en esas estrellas era igual a
la de estrellas que se sabía a ciencia cierta eran parte de nuestra galaxia; en
particular, los periodos de tiempo en que varía el brillo son proporcionales a
la luminosidad o brillo intrínseco de las estrellas. Conociendo el brillo
intrínseco de las estrellas variables en la nebulosa de Andrómeda, Hubble
calculó,a partir de su brillo aparente, que debían encontrarse a una distancia
mucho mayor que las dimensiones mismas de la Vía Láctea (aun considerando el
valor de Shapley). Así, Hubble proporcionó la prueba definitiva de que la Vía
Láctea es sólo una galaxia entre muchas.
Hoy en día, los astrónomos utilizan la palabra nebulosa para referirse a las
nubes de gas en la Vía Láctea, y la palabra galaxia la refieren a los sistemas
de billones de estrellas distribuidas —hasta donde podenios ver— por todo el
Universo. La Vía Láctea es una galaxia de grandes dimensiones. El disco mide
100 000 años luz de diámetro y 1 500 años luz de grosor; el Sol se encuentra
cerca de la mitad del disco, a unos 30 000
años luz del
centro de la Galaxia. Andrómeda (también conocida como M311 o NGC 224 2) es una galaxia
parecida a la nuestra, es la galaxia espiral más cercana —nuestra vecina— y se
encuentra a dos millones de años luz de distancia.
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Figura 3. Galaxia espiral vista de canto.
Durante el primer tercio de este siglo, conforme los astrónomos empezaron a
estudiar las galaxias con más y más detalle, otros tipos de galaxias fueron
descubiertos, además de los de espirales. El mismo Hubble propuso un sistema de
clasificación de las galaxias, según su forma, aún vigente en la actualidad. A
continuación describiremos las características fundamentales de los distintos
tipos de galaxias que se conocen.
La mayoría de las galaxias son espirales. Como
ya hemos dicho, al describir la Vía Láctea, las galaxias espiralesson sistemas
planos (Figura 3) en forma de un disco delineado por brazos espirales (como un rehilete plano).
En el centro,
tienen una parte abultada, llamada bulbo en cuyo interior se encuentra el
núcleo de la galaxia.
Mientras que en el disco la densidad promedio es de una estrella en un volumen
de 300 años luz cúbicos, en el bulbo es de tres estrellas en un volumen de un
año luz cúbico. El bulbo central y el disco están circundados por el halo. El
diámetro del
halo de nuestra galaxia es de unos 300 000 años luz. Aproximadamente una
tercera parte de las galaxias espirales muestran una barra en el centro, de la
cual emergen los brazos (Figura 4). Éstas se llaman espirales barradas.
Existe otro tipo de galaxias, llamadas elípticas. Éstas tienen una apariencia
mucho más simple que las espirales. Se trata simplemente de conjuntos de miles
de millones de estrellas aglomeradas en un volumen elipsoidal (como un balón de futbol americano) o esférico
(Figura 5). La densidad es mayor en el
centro y tienen también halos. Estas galaxias tienen
mucho menos gas y polvo interestelar que las espirales.
Un caso intermedio —en cuanto a su forma— son las galaxias llamadas
lenticulares (con forma de lente): tienen un bulbo central y un pequeño disco
de estrellas, en el que casi no hay gas ni polvo, y carecen de brazos espirales
(Figura 6).
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Figura 4. Galaxia con barra.
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Figura 5. Galaxia elíptica.
Por último, de acuerdo a la clasificación original de Hubble, están las
galaxiasirregulares; éstas forman una pequeña fracción de las galaxias y no
pertenecen a ninguno de los grupos anteriores. No muestran una forma geométrica
simple ni claramente definida. Muchas de ellas son pequeñas galaxias satélites
de las grandes espirales. Tal es el caso, por ejemplo, de las Nubes de
Magallanes (Figura 7), que son pequeñas galaxias satélites amarradas
gravitacionalmente a nuestra galaxia y visibles a simple vista desde el
hemisferio sur.
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Figura 6. Galaxia lenticular.
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Figura 7. La Nube Mayor de Magallanes. Galaxia irregular.
