Galaxias Espirales

¿Qué es una galaxia?

 Una galaxia es una enorme agrupación de estrellas nebulosas y material interestelar, unidas por la gravedad. Las mas pequeñas contienen cerca de 100 mil estrellas y las mas grandes llegan a poseer mas de 3 trillones. 

Las 7 clases mas comunes de galaxias son: 

Espirales, que poseen brazos y un núcleo abultado, 

Espirales barradas, muy semejantes a las espirales, solo que poseen una especie de "barra" que atraviesa el núcleo y de donde brotan los brazos .

Elípticas, generalmente esféricas u ovaladas.

Irregulares , que no poseen una forma definida, son una masa amorfa de estrellas y material interestelar, posiblemente debido a la acción gravitatoria de otra galaxia próxima de masa superior. 

Lenticulares, en forma lenticular alargada, como su nombre indica.

Las Seyfert:  son todas de disco y todas tienen brillantes núcleos parecidos a estrellas y espectros que señalan algunos tipos de actividades explosivas en sus núcleos.

Los Quasars, aunque son considerados como núcleos galácticos, están tan alejados que su exacta naturaleza, permanece un misterio. Las galaxias forman gigantescos aglomerados, otras poseen galaxias satélites girando a su alrededor, y algunas colisionan entre si, deformándose mutuamente o fusionándose. 

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Una galaxia espiral es un tipo de galaxia de la secuencia de Hubble que se caracteriza por las siguientes propiedades físicas:

Tiene un momento angular total considerable. 
Está compuesta por una concentración de estrellas central rodeada por un disco. 
El núcleo central es similar a una galaxia elíptica, conteniendo numerosas estrellas antiguas, llamadas "Población II", y normalmente un agujero negro supermasivo en el centro. 
El disco es plano y está formado por materia interestelar, estrellas jóvenes "Población I" y cúmulos abiertos. 
Las galaxias espirales deben su nombre a los brazos luminosos con formación estelar dentro del disco que se prolonga más o menos logarítmicamente desde el núcleo central. Aunque a veces son difíciles de percibir, estos brazos las distinguen de las galaxias lenticulares, que presentan una estructura de disco pero sin brazos espirales.

El disco de las galaxias espirales suele estar rodeado por grandes aureolas esferoides de estrellas de Población II, muchas de las cuales se concentran en cúmulos globulares que orbitan alrededor del centro galáctico.


Origen de la estructura espiral: Los primeros estudios sobre la formación de los brazos espirales corresponden a Bertil Lindblad. Se dio cuenta de que las estrellas no pueden estar organizadas en forma de espiral de manera permanente. Puesto que la velocidad de rotación del disco galáctico varía con la distancia al centro de la galaxia, un brazo radial rápidamente se vería curvado al rotar la galaxia. El brazo, tras unas pocas rotaciones, incrementaría la curvatura enrollándose cada vez más en la galaxia. Esto no es lo que se observa.
 

Galaxia expiral M-31 Andrómeda, un ejemplo claro de los brazos en espiral.

Explicación de los brazos de las galaxias espirales: la primera teoría admisible fue ideada por C. C. Lin y Frank Shu en 1964. Sugirieron que los brazos espirales eran manifestaciones de ondas de densidad espirales. Supusieron que las estrellas se desplazan en órbitas ligeramente elípticas y que la orientación de sus órbitas está correlacionada, esto es, las órbitas elípticas varían su orientación, unas de otras, ligeramente con el incremento de la distancia al centro galáctico, tal como se observa en el diagrama. Estas órbitas están más cercanas en algunas áreas presentando el efecto de parecer brazos. Las estrellas no permanecen siempre en la posición en que las vemos, sino que pasan por los brazos al desplazarse en sus órbitas.

Se han propuesto hipótesis alternativas que implican ondas de formación estelar desplazándose por la galaxia; las estrellas brillantes producidas en la formación estelar mueren rápidamente, dejando regiones más oscuras tras la onda y, por tanto, haciendo esta visible.  Las galaxias espirales poseen muchas estrellas jóvenes, situadas en los brazos espirales pletóricos de gas hidrógeno frío, polvo interestelar (principalmente carbono) y dispersión de moléculas de dióxido de carbono, agua y formaldehído, combustibles de futuras estrellas; (a las estrellas que corresponden los brazos espirales las llamaremos de Población I)