Formación y evolución de les galaxes

La formación de galaxes ye una de les árees d'investigación más actives de l'astrofísica, y per un sitiu, esto tamién s'aplica a la evolución de les galaxes. Sicasí, hai delles idees que yá tán llargamente aceptaes.

Thumb — Choque fronteru ente dos galaxia vista dende'l telescopiu espacial Hubble de la NASA de la galaxa Lenticular.

Anguaño, piénsase que la formación de galaxes procede direutamente de les teoríes de formación d'estructures, formaes como resultáu de les débiles fluctuaciones cuántiques nel espertar del Big Bang. Les simulaciones de N-cuerpos tamién pudieron predicir los tipos d'estructures, les morfoloxíes y la distribución de galaxes que reparamos güei nel nuesu Universu actual y, esaminando les galaxes distantes, nel Universu primixeniu.

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En astrofísica, les entrugues sobre la formación y evolución de les galaxes son:

¿cómo se xeneró un universu tan heteroxéneu a partir d'un universu homoxéneu?
¿cómo se formaron les galaxes?
¿cómo camuden les galaxes col tiempu?

Dempués del Big Bang, el universu tuvo un periodu nel que foi bien homoxéneu. Tal como se repara na radiación de fondu de microondes, les fluctuaciones son menores qu'una parte en cien mil.

La teoría más aceptada ye que les estructures que reparamos anguaño formáronse de resultes de la crecedera de fluctuaciones primordiales por cuenta de la inestabilidá gravitacional. Les fluctuaciones primogenias causaron que los gases fueren atraíos escontra árees de material más trupo, xerárquicamente formáronse los supercúmulos, les agrupaciones galáctiques, les galaxes, los cúmulos estelares y les estrelles. Una consecuencia d'esti modelu ye que la llocalización de les galaxes indiquen árees d'alta densidá del universu primixeniu. Asina, la distribución de les galaxes ta íntimamente rellacionada cola física del Universu primixeniu

Datos recién apurren evidencies de que les primeres galaxes formáronse muncho más ceo de los que los astrónomos prevíen, tan solo 600 millones d'años dempués del Big Bang. Esto dexa pocu tiempu por que les pequeñes inestabilidaes primordiales crezan lo suficiente por que les protogalaxies formen galaxes.

Bona parte de los esfuercios d'investigación tán centraos nos componentes de la nuesa propia Vía Láctea, yá que ye la galaxa más fácil de reparar. Les observaciones que precisen esplicación, o siquier ser compatibles, nuna teoría de la evolución galáutica son:

el discu estelar ye bien finu, mestu y rota;
l'halo estelar ye grande, esvalixáu y non rota (o inclusive tien una pequeña retrogradación), ensin subestructura aparente;
les estrelles del halo son polo xeneral muncho más vieyes y tienen una menor metalicidá que los discos estelares (equí reparar una correlación, pero nun hai una conexón direuta ente estos datos).
dellos astrónomos identificaron una población entemedia d'estrelles, llamaes "población II entemedia". Si ésta ye una población distinta, entós describiríense como de baxa metalicidá (pero non tan probes como les estrelles del halo), vieyes (pero non tan vieyes como les estrelles del halo) y orbiten mui cerca del discu;
los cúmulos globulares son polo xeneral vieyos y de baxa metalicidá, pero hai dalgunos que nun tienen tan baxa metalicidá como la mayoría, y/o que tienen estrelles más nueves. Delles estrelles nos cúmulos globulares paecen ser tan vieyes como'l mesmu universu (utilizando métodos y analises totalmente distintos);
en cada cúmulu globular, toles estrelles nacen aproximao coles mesmes (sacante en dellos pocos cúmulos globulares qu'amuesen múltiples dómines de formación estelar);
los cúmulos globulares d'órbites más curties (más cercanes al centru galácticu) tienen orbitas de baxu enclín con respectu al discu y menos escéntriques; ente que los que tienen órbites más alloñaes orbiten en cualquier enclín y con órbites más escéntriques;
les nubes d'alta velocidá, nubes d'hidróxenu neutru "llueven" na galaxa, y presumiblemente facer dende l'empiezu (estes seríen la fonte de gas del discu, de la que se formaron les estrelles del discu).

El 11 de xunetu de 2007, utilizando'l telescopiu de 10 metros Keck II en Mauna Kea, Richard Ellis del Inistituto Teunolóxicu de Califoria en Pasedena y el so equipu atoparon seis galaxia con formación estelar a unos 13 200 millones d'años lluz y, por tanto, creaes cuando l'universu solo tenía 500 millones d'años.^[1]

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La primer teoría moderna de la formación de la nuesa galaxa (conocida polos astrónomos como ELS, les iniciales de los autores del artículu, Olin Eggen, Donald Lynden-Bell y Allan Sandage^[2]) describe un colapsu monolíticu simple (relativamente) rápido, primero formándose'l halo, siguíu del discu. Otra teoría publicada en 1978 (conocida como SZ polos sos autores, Leonard Searle y Robert Zinn^[3]) describe un procesu más gradual, primero col colapsu de pequeñes unidaes que se combinen pa formar componentes mayores. Una idea más recién ye qu'una porción significativa del halo estelar podría provenir de los restos estelares de galaxes nanes destruyíes y cúmulos globulares que orbitaron dalguna vegada la Vía Láctea. El halo entós sería un componente "nuevu" fechu de partes "reciclaes".

Nos últimos años, púnxose muncha atención na comprensión de los eventos de fusión ente galaxes dientro de la evolución galáctica. Los rápidos progresos teunolóxicos en computación dexaron simulaciones de galaxes enforma meyores y les meyores nes teunoloxíes observacionales apurrieron munchos más datos sobre galaxes distantes esperimentando eventos de fusión. Dempués del descubrimientu en 1994 de que nuesa mesma Vía Láctea tien una galaxa satélite (la Galaxa Nana Elíptica de Sagitario o SagDEG) que ta anguaño siendo disgregada y "comida" pola Vía Láctea, piénsase qu'esti tipu d'eventos pueden ser bien comunes na evolución de les galaxes grandes. Les Nubes de Magallanes son galaxia satélite de la Vía Láctea que cuasi de xuru van compartir el mesmu destino que'l SagDEG. La idea d'una galaxa absorbedora con un gran númberu de galaxia satélite podría esplicar por qué la galaxa M31 (la galaxa d'Andrómeda) paez tener un nucleu doble.

La SagDEG ta orbitando nuesa galaxa formando práuticamente un ángulu rectu col discu. Anguaño ta pasando al traviés del discu, les estrelles tán disgregándose d'ella con cada pasu y xuniéndose al halo de la nuesa galaxa. Finalmente, solo va quedar el corazón de la SagDEG. Anque va tener la mesma masa qu'un gran cúmulu globular como Omega Centauro o G1, pero va paecer distintu, yá que va presentar una baxa densidá superficial debida a la presencia d'una cantidá substancial de materia escuro, ente que los cúmulos globulares paez, misteriosamente, que contienen bien poca materia escuro.

Más exemplos de galaxia satélite nanes que tán en procesu d'absorción cola Vía Láctea son la Galaxa Nana del Can Mayor, afayada en 2003 y considerada como responsable del aniellu de Monoceros y la Corriente Estelar de Virgo, afayada en 2005.

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Les galaxes elíptiques xigantes probablemente formáronse por fusiones a una escala mayor. Nel Grupu Llocal, la Vía Láctea y M31 (la galaxa d'Andrómeda) tán gravitacionalmente amestaes y anguaño avérense la una a la otra a gran velocidá. Como ye bien difícil determinar la velocidá perpendicular de M31 al respective de nós, nun sabemos a ciencia cierta si va topetar cola Vía Láctea. Si los dos galaxes atópense, van pasar una al traviés de la otra y la gravedá deformará dambes galaxes severamente espulsando gas, polvu y estrelles al espaciu intergaláctico. Van viaxar por separáu, menguando la velocidá y entós, van ser abasnaes la una escontra la otra y van topetar otra vegada. Finalmente dambes galaxes combinaríense dafechu y les corrientes de gas y polvu van tar volando al traviés del espaciu cerca de l'apocayá formada galaxa elíptica xigante. Amás, a partir del gas espulsáu na combinación, pueden formase nuevos cúmulos globulares ya inclusive nueves galaxes nanes que se conviertan en parte del halo de la elíptica. Los cúmulos globulares de la Vía Láctea y de M31 tamién van formar parte del halo. Los cúmulos globulares tán tan amestaos gravitacionalmente que son descomanadamente inmunes a les interacciones galáctiques a gran escala. Si daquién ta alredor pa reparar la combinación, va ser un sucesu lento pero magnífico. Podrá vese una M31 aburuyada que s'estiende espectacularmente por tol cielu. Ello ye que M31 yá ta aburuyada: los cantos tán combados. Esto ye probablemente por cuenta d'interacciones coles sos propies galaxes compañeres, según por posibles fusiones con galaxes nanes esferoidales nel pasáu recién - los restos de los cualos siguen visibles nes poblaciones de discu.

Na nuesa dómina, les grandes concentraciones de galaxes (agrupaciones galáctiques y supercúmulos) síguense ensamblando. Esti cuadru ascendente ye conocíu como formación xerárquica d'estructures (similar al cuadru SZ de la formación de galaxia pero nuna escala mayor).

Anque conocemos una gran cantidá d'información de la nuesa galaxa y d'otres, les entrugues más fundamentales sobre la formación y la evolución siguen siendo contestaes solo de manera tentativa.

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