En el corazón de las galaxias: cuando la forma cuenta la historia del Universo

Galaxias y la Vía Láctea — Morfología de las galaxias: **elípticas**, **espirales**, **lenticulares** e **irregulares**.
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Resumen científico

La página ofrece una visión general de las galaxias: su naturaleza (estrellas, gas, polvo y materia oscura dominante, revelada por las curvas de rotación), su clasificación según la secuencia de Hubble en cuatro familias: elípticas, espirales, lenticulares, irregulares, y los procesos de fusión e interacción que moldean su evolución, ilustrados con casos concretos (Cigarro, Antenas, Rueda de Carro). Una sección está dedicada al cuásar, una fase de actividad intensa del núcleo galáctico vinculada a la acreción de materia por un agujero negro supermasivo, testigo privilegiado del Universo joven. El artículo sitúa finalmente estas estructuras a gran escala (cúmulos, supercúmulos, telaraña cósmica) y ofrece una tabla de veinte galaxias representativas, así como referencias e imágenes de Hubble y JWST.

¿Cuál es el punto en común entre todas las galaxias?

El punto en común fundamental entre todas las galaxias es que son sistemas unidos por la gravedad, compuestos por estrellas, gas, polvo interestelar y, sobre todo, materia oscura, que representa la mayor parte de su masa. Su diversidad de formas —espirales, elípticas, lenticulares o irregulares— no es más que la manifestación visible de su historia evolutiva y sus interacciones, pero su cohesión y dinámica están regidas por la misma fuerza universal: la gravedad. Muchas también albergan, en su núcleo, un agujero negro supermasivo cuya actividad, cuando se intensifica, puede dar lugar a un cuásar, una de las manifestaciones más energéticas del Universo.

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¿Qué es una galaxia?

Una galaxia es un sistema unido por la gravedad, compuesto por estrellas, materia interestelar (gas y polvo) y materia oscura, esta última representa generalmente la mayor parte de la masa total del conjunto, aunque no emite ni absorbe luz y solo se detecta por sus efectos gravitacionales.

Una clasificación en cuatro grandes familias

Desde la clasificación propuesta por Edwin Hubble en 1926, generalmente se distinguen cuatro grandes tipos morfológicos de galaxias, a veces denominados "secuencia de Hubble":

Las galaxias elípticas, con forma ovoide más o menos alargada, pobres en gas y compuestas mayoritariamente por estrellas antiguas
Las galaxias espirales, cuyo disco aplanado presenta brazos espirales ricos en gas y estrellas jóvenes, organizados alrededor de un bulbo central; algunas, llamadas espirales barradas, poseen una estructura alargada en forma de barra que atraviesa el núcleo
Las galaxias lenticulares, una forma intermedia dotada de un disco como las espirales pero sin brazos espirales visibles, con una población estelar más antigua
Las galaxias irregulares, sin estructura simétrica definida, a menudo el resultado de interacciones gravitacionales o colisiones con otras galaxias

Estructuras en interacción permanente

Las galaxias no son objetos aislados: bajo el efecto de la gravedad, interactúan entre sí, se deforman mutuamente y pueden terminar fusionándose, un proceso que juega un papel mayor en la evolución de su morfología a lo largo del tiempo. Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, está así en una trayectoria de colisión con la galaxia de Andrómeda, una fusión esperada en varios miles de millones de años.

Una organización a gran escala

A mayor escala, las galaxias no están distribuidas uniformemente en el Universo: se agrupan en cúmulos, reuniendo desde unas pocas decenas hasta varios miles de galaxias unidas gravitacionalmente, ellos mismos organizados en supercúmulos. Estos supercúmulos se inscriben finalmente en una gigantesca telaraña cósmica de filamentos de materia separados por vastos vacíos, la estructura más vasta conocida del Universo observable.

Tabla de galaxias características

20 galaxias representativas
Nombre común	Designación	Tipo	Constelación	Distancia (años luz)	Diámetro aproximado
Vía Láctea	—	Espiral barrada	(nuestra galaxia)	—	≈ 100 000 al
Galaxia de Andrómeda	M31 / NGC 224	Espiral	Andrómeda	≈ 2,5 millones	≈ 220 000 al
Galaxia del Triángulo	M33 / NGC 598	Espiral	Triángulo	≈ 2,7 millones	≈ 60 000 al
Gran Nube de Magallanes	LMC	Irregular (enana)	Dorado / Mesa	≈ 160 000	≈ 14 000 al
Pequeña Nube de Magallanes	SMC / NGC 292	Irregular (enana)	Tucán	≈ 200 000	≈ 7 000 al
Galaxia del Remolino	M51 / NGC 5194	Espiral	Perros de Caza	≈ 23 millones	≈ 60 000 al
Galaxia del Sombrero	M104 / NGC 4594	Espiral (lenticular vista de perfil)	Virgo	≈ 29 millones	≈ 50 000 al
Galaxia del Cigarro	M82 / NGC 3034	Irregular con brote estelar	Osa Mayor	≈ 12 millones	≈ 37 000 al
Galaxia de Bode	M81 / NGC 3031	Espiral	Osa Mayor	≈ 12 millones	≈ 90 000 al
Galaxia del Molinete	M101 / NGC 5457	Espiral	Osa Mayor	≈ 21 millones	≈ 170 000 al
Galaxia del Ojo Negro	M64 / NGC 4826	Espiral	Cabellera de Berenice	≈ 17 millones	≈ 54 000 al
Centaurus A	NGC 5128	Elíptica peculiar (radiogalaxia)	Centauro	≈ 12 millones	≈ 60 000 al
Galaxia de la Rueda de Carro	Cartwheel Galaxy / ESO 350-40	Anillo (resultado de una colisión)	Escultor	≈ 500 millones	≈ 150 000 al
Galaxias de las Antenas	NGC 4038 / NGC 4039	Espirales en fusión	Cuervo	≈ 45 millones	≈ 100 000 al (par)
Messier 87	M87 / NGC 4486	Elíptica gigante	Virgo	≈ 53 millones	≈ 240 000 al
IC 1101	IC 1101	Elíptica gigante (galaxia cD)	Serpiente	≈ 1,04 mil millones	≈ 4 millones al (una de las más grandes conocidas)
Galaxia del Pequeño Fantasma	NGC 6822	Irregular (enana, Grupo Local)	Sagitario	≈ 1,6 millones	≈ 7 000 al
Galaxia del Huso	NGC 891	Espiral vista de canto	Andrómeda	≈ 30 millones	≈ 100 000 al
Galaxia del Sombrero Mexicano (barrada)	NGC 1300	Espiral barrada	Eridano	≈ 61 millones	≈ 110 000 al
Galaxia del Renacuajo	Tadpole Galaxy / UGC 10214	Espiral perturbada (con cola de marea)	Dragón	≈ 420 millones	≈ 280 000 al (con la cola de marea)

Las galaxias espirales

La galaxia espiral: M74 — Esta imagen de la galaxia espiral M74, tomada por el telescopio espacial Hubble de la NASA y la ESA, es emblemática de las galaxias espirales. Brillantes cúmulos de gas incandescente iluminan los brazos espirales, testificando un entorno propicio para la formación de estrellas.
Fuente de la imagen: ESA/Hubble & NASA (nueva ventana)

Las galaxias elípticas

La galaxia elíptica: NGC 2865 — Las galaxias elípticas tienen formas que varían de perfectamente redondas a ovaladas. Son menos frecuentes que las galaxias espirales. NGC 2865, visible aquí en una imagen capturada por el telescopio espacial Hubble, es una galaxia elíptica ubicada a 100 millones de años luz.
Fuente de la imagen: ESA/Hubble & NASA (nueva ventana)

Las galaxias lenticulares

La galaxia lenticular: NGC 4886 — Las galaxias lenticulares son un híbrido entre las espirales y las elípticas. Tienen el bulbo y el disco central característicos de las galaxias espirales, pero carecen de brazos. Sin embargo, al igual que las elípticas, las galaxias lenticulares presentan poblaciones estelares antiguas y una baja actividad de formación de estrellas. La galaxia lenticular NGC 4886, fotografiada aquí por el telescopio espacial Hubble, contiene principalmente estrellas antiguas pero no tiene brazos espirales.
Fuente de la imagen: ESA/Hubble & NASA (nueva ventana)

Las galaxias irregulares

La galaxia irregular: NGC 5264 — Las galaxias irregulares tienen formas inusuales, como palillos, anillos o incluso pequeños cúmulos de estrellas. Su masa varía desde galaxias enanas irregulares, con una masa de 100 millones de veces la del Sol, hasta grandes galaxias con un peso de hasta 10 mil millones de masas solares. El telescopio espacial Hubble capturó esta imagen de NGC 5264, una galaxia enana irregular.
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El caso particular del cuásar: una galaxia con un núcleo en erupción

Los cuásares — Esta imagen del telescopio espacial Hubble de la NASA revela la fusión de un cuásar, los objetos más energéticos del universo, y una galaxia compañera.
Fuente de la imagen: ESA/Hubble & NASA (nueva ventana)

Un cuásar (contracción de fuente de radio cuasiestelar) no es un objeto distinto de las galaxias estudiadas anteriormente, sino una fase particularmente luminosa de su núcleo: aquella en la que un agujero negro supermasivo central acreta materia activamente, hasta el punto de hacer que el corazón de la galaxia sea más brillante que el conjunto de sus cientos de miles de millones de estrellas.

Un motor central alimentado por un agujero negro supermasivo

La materia (gas, polvo, a veces restos de estrellas) que espirala hacia el agujero negro central forma un disco de acreción llevado a temperaturas extremas por la fricción, emitiendo luz visible, ultravioleta y rayos X de manera intensa. Parte de esta energía también puede ser canalizada en chorros relativistas perpendiculares al disco, fuente de la radiación de radio que dio nombre a los primeros cuásares descubiertos en la década de 1960, como 3C 273.

Una galaxia anfitriona sumergida en el brillo de su núcleo

Un cuásar pertenece a la familia más amplia de los núcleos galácticos activos (AGN), de los cuales representa la forma más luminosa. Su luminosidad, que puede superar mil veces la de toda la Vía Láctea, eclipsa casi por completo la galaxia anfitriona, durante mucho tiempo difícil de observar directamente; solo con la óptica adaptativa y telescopios como Hubble o JWST los astrónomos logran hoy distinguir la estructura espiral o elíptica de estas galaxias anfitrionas, a menudo marcadas por signos de fusiones recientes.

Testigos privilegiados del Universo joven

Los cuásares más lejanos, observados como eran menos de mil millones de años después del Big Bang, indican que agujeros negros de varios miles de millones de masas solares ya se habían formado muy temprano en la historia cósmica, una restricción fuerte para los modelos de formación de galaxias primitivas.

La actividad de los cuásares es solo un episodio transitorio, a menudo desencadenado por la fusión de dos galaxias que canaliza bruscamente gas hacia el centro: nuestra propia Vía Láctea alberga en su corazón un agujero negro supermasivo (Sagitario A*), actualmente inactivo, pero que pudo haber experimentado una fase de actividad comparable en el pasado.

Referencias

FAQ: Todo lo que necesitas saber sobre las galaxias

¿Cuál es la diferencia entre una galaxia espiral, elíptica, lenticular e irregular?

Las galaxias espirales (como la Vía Láctea) poseen una estructura en disco con brazos espirales donde nacen las estrellas, un bulbo central y un halo. Contienen gas y polvo, lo que permite una formación estelar continua. Las galaxias elípticas tienen una forma esférica u ovalada, sin brazos ni disco, con muy poco gas y polvo; albergan principalmente estrellas antiguas y suelen ser el resultado de fusiones galácticas. Las galaxias lenticulares son una forma intermedia: tienen un disco como las espirales pero sin brazos espirales visibles, con una población estelar más antigua. Las galaxias irregulares, como las Nubes de Magallanes, no tienen una estructura simétrica y presentan a menudo regiones de formación estelar activa, debido a interacciones gravitacionales.

¿Qué son las Nubes de Magallanes y por qué son importantes?

Las Gran y Pequeña Nubes de Magallanes son dos galaxias enanas irregulares, satélites de la Vía Láctea. Están ubicadas aproximadamente a 160.000 y 200.000 años luz, respectivamente, y están conectadas por un puente de gas y estrellas. Su importancia radica en su proximidad: permiten estudiar en detalle la formación de estrellas en un entorno pobre en metales, similar al del Universo primitivo. También son laboratorios para comprender la interacción entre galaxias y su medio intergaláctico, notablemente a través del Corriente de Magallanes, una corriente de gas que se extiende por cientos de miles de años luz.

¿Qué ocurre cuando dos galaxias chocan?

Las colisiones galácticas son eventos mayores que se desarrollan a lo largo de cientos de millones de años. Aunque las estrellas generalmente no chocan (el espacio interestelar es inmenso), las fuerzas de marea deforman las galaxias, creando puentes y colas de marea (como en las Galaxias de las Antenas, NGC 4038/4039). Las nubes de gas chocan, lo que provoca intensos estallidos de formación estelar (starburst). A largo plazo, la fusión puede transformar dos espirales en una galaxia elíptica, y si cada galaxia poseía un agujero negro supermasivo, los dos agujeros negros se fusionarán en uno aún más masivo, como en NGC 6240.

¿Cuál es la galaxia más cercana a la Vía Láctea y por qué es importante?

La galaxia más cercana a la Vía Láctea es la galaxia enana del Can Mayor, descubierta en 2003, ubicada a aproximadamente 25.000 años luz del Sol (actualmente está siendo canibalizada por la Vía Láctea). Sin embargo, la galaxia de Andrómeda (M31) es la gran galaxia más cercana, a unos 2,5 millones de años luz. Andrómeda es una galaxia espiral similar a la nuestra, pero más masiva. Es importante porque sirve como un laboratorio para comprender la estructura y evolución de las espirales, y está en curso de colisión futura con la Vía Láctea: se espera que ambas galaxias se fusionen en aproximadamente 4.500 millones de años.

¿Qué es la Galaxia del Cigarro (M82) y por qué es tan especial?

La Galaxia del Cigarro (M82) es una galaxia irregular ubicada a aproximadamente 12 millones de años luz, famosa por su tasa excepcionalmente alta de formación de estrellas (starburst). Interactúa gravitacionalmente con la galaxia vecina M81, y esta interacción comprime sus nubes de gas, desencadenando el nacimiento de miles de estrellas masivas. Estas estrellas, al ser muy calientes, emiten un intenso viento estelar y producen supernovas a un ritmo elevado. M82 también es una fuente importante de radiación infrarroja y rayos X, lo que la convierte en un objetivo principal para estudiar la formación estelar extrema y los procesos que la acompañan (como los flujos de gas llamados supervientos).

¿Qué es la materia oscura y cuál es su papel en las galaxias?

La materia oscura es una forma de materia que no emite, absorbe ni refleja la luz, lo que la hace invisible. Solo se detecta por sus efectos gravitacionales sobre la materia visible (estrellas, gas) y sobre la luz (a través de lentes gravitacionales). En las galaxias, la materia oscura generalmente representa la mayor parte de la masa total (alrededor del 85%). Forma un halo esférico que se extiende más allá del disco visible y contribuye a la cohesión de la galaxia al aumentar su masa gravitacional. La presencia de materia oscura se dedujo, entre otras cosas, mediante el estudio de las curvas de rotación de las galaxias: las velocidades de rotación de las estrellas en la periferia son demasiado altas para explicarse solo por la masa visible, lo que indica que hay masa adicional (materia oscura) presente.