Qué es una Evolución Galáctica?

 

Whirlpool Galaxy M51 (NGC 5194). Credit: Hubble Heritage Team (STScI/AURA) N. Scoville (Caltech)

En una noche clara, se puede divisar la banda de la Vía Láctea en el cielo nocturno. Durante miles de años, los astrónomos miraban con asombro, viniendo poco a poco a la comprensión de que nuestro Sol no era más que uno de los miles de millones de estrellas en la galaxia. Con el tiempo, ya que nuestros instrumentos y métodos mejorados, nos dimos cuenta de que la propia Vía Láctea era más que una de miles de millones de galaxias que forman el Universo.
Gracias al descubrimiento de la relatividad y de la velocidad de la luz, también hemos llegado a comprender que cuando miramos a través del espacio, también estamos mirando hacia atrás en el tiempo. Al ver un objeto de 1 mil millones de años luz de distancia, también estamos viendo cómo ese objeto se veía hace 1 mil millones de años. Este efecto de "máquina del tiempo" ha permitido a los astrónomos estudiar cómo  llegaron a ser galaxias (es decir evolución galáctica).
El proceso en el que las galaxias se forman y evolucionan se caracteriza por un crecimiento constante en el tiempo, que comenzó poco después del Big Bang. Este proceso, y el destino final de las galaxias, siguen siendo objeto de una intensa fascinación, y sigue siendo cargado con su parte de misterios.

Ilustración de la profundidad en la que el Hubble las galaxias fotografiada en las iniciativas sobre el terreno hasta previas, en unidades de la edad del universo. El objetivo de los campos de la frontera es para mirar hacia atrás más allá del campo ultra profundo de Hubble y obtener una gran cantidad de imágenes de galaxias que existían en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang. Tenga en cuenta que la unidad de tiempo no es lineal en esta ilustración. Ilustración Crédito: NASA y A. Feild (STScI)

Formación de las Galaxias:

El consenso científico actual es que toda la materia en el Universo fue creado hace aproximadamente 13.8 billón de años durante un evento conocido como el Big Bang. En este momento, toda la materia se compactó en una bola muy pequeña, con una densidad infinita y el calor intenso llama una singularidad. De repente, la Singularidad comenzó a expandirse, y el Universo como lo conocemos comenzó.
Después de la expansión y el enfriamiento rápido, toda la materia era casi uniforme en la distribución. A lo largo de los miles de millones de años que siguieron, las regiones ligeramente más densas del Universo comenzaron a ser atraído gravitacionalmente entre sí. Por lo tanto, crecieron aún más densa, formando nubes de gas y grandes acumulaciones de materia.
Estas agrupaciones se convirtieron en las galaxias primordiales, como las nubes de gas hidrógeno dentro del proto-galaxias se sometieron colapso gravitacional para convertirse en las primeras estrellas. Algunos de estos primeros objetos eran pequeños, y se convirtieron en pequeñas galaxias enanas, mientras que otros eran mucho más grandes y se convirtieron en las formas espirales conocidas, como nuestra propia Vía Láctea.

Las fusiones galácticas:

Una vez formadas, estas galaxias evolucionaron juntos en estructuras más grandes llamados galácticos grupos, cúmulos y supercúmulos. Con el tiempo, las galaxias fueron atraídas entre sí por la fuerza de la gravedad, y chocaron juntos en una serie de fusiones. El resultado de estas fusiones depende de la masa de las galaxias en la colisión.
Pequeñas galaxias son separadas por las galaxias más grandes y se añaden a la masa de las galaxias más grandes. Nuestra propia Vía Láctea devorado recientemente un par de galaxias enanas, convirtiéndolos en corrientes de estrellas que giran alrededor del núcleo galáctico. Pero cuando las grandes galaxias de tamaño similar se juntan, se convierten en galaxias elípticas gigantes.
Cuando esto sucede, la estructura espiral delicada se pierde, y las galaxias fusionadas se convierten en grandes y elíptica. Las galaxias elípticas son algunas de las galaxias más grandes jamás observadas. Otra consecuencia de estas fusiones es que los agujeros negros supermasivos (SMBH) en sus centros se vuelven aún más grande.
No todas las fusiones resultarán en galaxias elípticas, le importaría. Pero todas las fusiones dan como resultado un cambio en la estructura de las galaxias fusionadas. Por ejemplo, se cree que la Vía Láctea está produciendo un evento de fusión menor con las cercanas nubes de Magallanes; y en los últimos años, se ha determinado que la mayor galaxia enana Canis se ha fusionado con la nuestra.

Mientras que las fusiones son vistos como actos violentos, no se espera que las colisiones reales a pasar entre los sistemas estelares, dadas las grandes distancias entre las estrellas. Sin embargo, las fusiones pueden dar lugar a ondas de choque gravitacionales, que son capaces de desencadenar la formación de nuevas estrellas. Esto es lo que se prevé que suceda cuando nuestra propia Vía Láctea se fusiona con la galaxia de Andrómeda en unos 4 mil millones de años.

La muerte de una Galaxia:

En última instancia, las galaxias dejan de formar estrellas una vez que agotan su suministro de gas frío y polvo. A medida que el suministro se interrumpe, de formación de estrellas se desacelera a lo largo de miles de millones de años hasta que cesa por completo. Sin embargo, las fusiones en curso se asegurará de que la comida fresca estrellas, gas y polvo se depositan en las galaxias más viejas, prolongando así su vida.
En la actualidad, se cree que nuestra galaxia se ha utilizado la mayor parte de su hidrógeno, y la formación de estrellas se ralentizará hasta que se agota el suministro. Las estrellas como el Sol sólo pueden durar por 10 mil millones de años; pero el más pequeño, el más fresco enanas rojas pueden durar unos pocos billones de años. Sin embargo, gracias a la presencia de las galaxias enanas y nuestra inminente fusión con Andrómeda, nuestra galaxia podrían existir incluso más tiempo.
Sin embargo, todas las galaxias en esta vecindad del universo eventualmente se convertirán unidas gravitacionalmente entre sí y se funden en una galaxia elíptica gigante. Los astrónomos han visto ejemplos de este tipo de "galaxias fósiles", una de las cuales es buena Messier 49 - una galaxia elíptica supermasivo.
Estas galaxias han agotado todas sus reservas de gas formador de estrellas, y todo lo que queda son las estrellas más larga duración. Con el tiempo, sobre vastos períodos de tiempo, esas estrellas se guiñan a cabo uno tras otro, hasta que todo el asunto es la temperatura de fondo del Universo.
Después de nuestra galaxia se fusiona con Andrómeda, y se va a fusionar con todas las otras galaxias cercanas en el grupo local, podemos esperar que también se someterá a un destino similar. Y así, la evolución de galaxias ha estado ocurriendo durante miles de millones de años, y seguirá ocurriendo en el futuro previsible.