El Sistema Solar es parte de un gran conjunto de sistemas estelares llamado La Galaxia (con mayúsculas para diferenciarla del resto de galaxias). Todas las estrellas que se observan en la noche pertenecen a La Galaxia. La denominación Vía Láctea se refiere a la banda blanca que atraviesa las constelaciones de Casiopea, Perseo, Tauro, Monoceros, Vela, Cruz, Norma, Sagitario, Escudo, Águila, Cisne y Lacerta. Está constituida por millones de estrellas y este nombre proviene del mito en el que se relata que es la leche derramada por Hera la madre de Hércules, aunque también es conocida como el Camino de Santiago de Compostela o el Espinazo de la Noche.

Hasta principios del siglo XX se consideraba que El Sol era el centro del universo y que este tenía la extensión del espacio observado.

William Herschel realizó un conteo de las estrellas visibles confirmando estas apreciaciones, sin embargo, lo que no se conocía en épocas de Herschel es que le espacio interestelar no es un vacío sino que posee gran cantidad de material interestelar que hace imposible que se detecte la luz de estrellas lejanas.

Esta y otras observaciones muestran a la La Vía Láctea como representación de un disco visto de canto el cual es delgado en sus extremos y más ancho hacia su centro que queda en dirección a la constelación de Sagitario.

En 1918 Harlow Shapley comenzó a estudiar una familia de estrellas pulsantes llamadas RR Lyrae, estas estrellas se encuentran principalmente en los cúmulos globulares. Utilizando la relación de periodo luminosidad descrito previamente por Enrrieta Leavitt  encontró las distancias a 93 cúmulos globulares. Los cúmulos globulares son paquetes cerrados de estrellas la mayoría de los cuales se encuentran alrededor del centro galáctico. Shapley encontró que la mayor parte de estos cúmulos se aglomeraban en dirección a la constelación de Sagitario y tenían una distancia al Sol de más de 100.000 años luz demostrando que La Galaxia era mucho más grande de lo que se había calculado hasta entonces.

Por la localización de los cúmulos también dedujo que el Sol no se encontraba en el centro de las estrellas visibles sino en la periferia de un conjunto estelar que rodeaba un punto alejado de él. Actualmente se acepta que el centro de La Galaxia dista del Sol alrededor de 26.000 años luz. La observación de La Galaxia en la franja infrarroja del espectro cuya longitud de onda logra atravesar el medio interestelar ha permitido ver mas allá de lo que se había logrado con la observación en el espectro visible y de radio. Con esto se calcula que La Galaxia tiene un diámetro de alrededor de 160.000 años luz con un grosor de 2000 años luz en la periferia y en su parte central de 6500 años luz.

La Galaxia tiene diferentes tipos de estrellas componentes. Las estrellas en el disco galáctico son en su mayoría de Población I, es decir jóvenes, ricas en metales, la mayoría de ellas son de clase espectral O y B lo que implica que en estas zonas hay una formación activa de estrellas. Los cúmulos globulares en el halo galáctico están compuestos por estrellas viejas con pocos metales del tipo Población II. Aunque los cúmulos globulares son abundantes, la mayor cantidad de estrellas que se hayan alrededor de La Galaxia están aisladas y son de las mismas características (Población II), se denominan Estrellas de Alta Velocidad ya que giran en torno a la galaxia a mayores velocidades que el Sol. El núcleo central tiene estrellas de ambas poblaciones.

La emisión de fotones por el Hidrogeno neutro se detectan como ondas de radio de 21 cm, el estudio de esta longitud de onda muestra la distribución del hidrogeno en la galaxia y por esto su forma y movimiento. Nuestra Galaxia posee 4 brazos espirales largos con varios segmentos cortos. El Sol se encuentra localizado en un brazo pequeño llamado de Orión. El brazo de Sagitario esta dirigido hacia el centro de la galaxia, los otros brazos mayores son los de Perseo, Centauro y el Cisne.  

 

Las estrellas y el material interestelar de La Galaxia se mueven en un mismo sentido alrededor de un centro común. El material gira a una velocidad relativamente uniforme, así, los objetos mas interiores cumplen una rotación en menor tiempo que los exteriores. Este movimiento es medido con  respecto a la velocidad del Sol; para determinar la velocidad de rotación del Sol alrededor del centro de La Galaxia se toman como referencia los cúmulos globulares pues estos no comparten el movimiento rotatorio del disco galáctico. Se ha logrado establecer que le Sol y el sistema Solar giran alrededor del núcleo galáctico a 220/Km./seg. completando un giro alrededor de La Galaxia o Periodo Orbital del Sol en 220 millones de años.

No es una tarea fácil el explicar como se forman y mantienen los brazos espirales. La rotación a una velocidad uniforme haría, como ya se dijo, que los objetos en el interior de La Galaxia completaran un giro mas rápidamente, sin embargo este movimiento llevaría a que la estructura espiral se distorsionaría y se volvería una masa compacta.

La Teoría de Densidad de Onda afirma que la estructura espiral es formada por una onda que se mueve por el disco causando que las estrellas se apilen a lo largo de los brazos espirales similar a lo que ocurre cuando se lanza una piedra a un estanque: en cada onda las moléculas de agua se encuentran temporalmente apiladas pero una vez que pasa la onda las moléculas vuelven a su separación habitual. Estas ondas también podrían generar el nacimiento de nuevas estrellas por compresión del gas interestelar lo que explicaría que la formación estelar se lleve a cabo predominantemente en los brazos espirales de las galaxias en donde existe mayor cantidad de gas y material interestelar.

Esta última y clara teoría sin embargo no explica por que otras galaxias espirales tienen un aspecto diferente al de la nuestra. Otra teoría considerada es la llamada de la Auto Propagación de la Formación Estelar en la que las ondas de choque originadas en explosiones supernovas forman el patrón espiral y además al comprimen el material interestelar construyendo nuevas estrellas y otras supernovas que mantienen el ciclo. En realidad ahora se supone que no existe un mecanismo único sino que en la formación del patrón espiral intervienen mas de uno de ellos.

Para calcular la masa de la galaxia se utiliza el principio en el que al conocer el tamaño de la órbita de un objeto y su periodo orbital se puede calcular la masa del objeto o la masa de dos objetos que giran en torno a un punto común. En el caso de las galaxias las masas involucradas son las masas de la estrella y la masa de parte de la galaxia que está dentro de las órbita de la estrella. Como la la masa dentro de la órbita es mucho mayor que la masa de la estrella, esta última  se puede ignorar.

De acuerdo con este principio los objetos observados desde la tierra y que quedan mas hacia la periferia de la Galaxia deberían tener un movimiento aparente más lento, sin embargo, el movimiento es uniforme lo que indica que debe existir mucha mas masa hacia el exterior pero esta no puede ser observada, a esta se le denomina materia oscura y se calcula que corresponde al 90% de la masa total de La Galaxia. Calculando aproximados aproximan la la masa de La Galaxia llega a 6X10e11 masas solares o más.

Se especula que esta materia oscura pueda ser:

Una fuerte emisión de rayos X llamada Sagitario A se detecta hacia el centro de la galaxia. Esta radiación, de tipo no térmico o sincrotón es la que se observa en masivos agujeros negros. Se cree que Sagitario A es el mismo núcleo de La Galaxia. Utilizando la velocidad de rotación de las estrellas alrededor de Sagitario A que es de 1500 Km./seg. se ha deducido que la masa de este agujero negro es de aproximadamente 2.6x10e6 masas solares lo que indicaría un Agujero negro súper masivo y que probablemente no es único.

Estructura de la Galaxia

Nuestra Galaxia es grande, pero no de las mayores, contiene unas 1011 estrellas, las galaxias mayores contienen 1012 o 1013 estrellas. Además de estrellas, las galaxias contienen materia en la forma de gas interestelar, pero parece que la mayoría de la masa visible está almacenada en las estrellas.

En una primera aproximación podemos considerar las galaxias simplemente como un sistema de estrellas. Sin embargo, veremos que las galaxias contienen mucha materia invisible y que esta materia no es ni estrellas ni gas. Las estrellas y las galaxias se mantienen unidas por la fuerza gravitatoria.

Muchos de los conocimientos detallados que tenemos de las estrellas han sido obtenidos a partir del Sol, nuestra estrella más cercana, de la misma forma es de esperar que estudiando nuestra Galaxia aprenderemos mucho sobre las restantes galaxias. Aunque hay una diferencia importante, mientras que estamos situados cerca del Sol, sin embargo, estamos dentro de la Galaxia y es difícil descubrir la estructura de un objeto desde dentro.

Aunque estrellas y galaxias son objetos que se mantiene unidos por la fuerza atractiva de gravitación, se diferencian en importantes aspectos. Un simple hecho observacional es que mientras la mayoría de las estrellas son esféricas o se desvían ligeramente de la forma esférica, existen galaxias de muchas formas desde esencialmente esféricas a aquellas que son muy aplanadas y que tienen muy poca simetría. La gran variedad en formas galácticas indica que la clasificación de galaxias puede ser mucho más complicada que la clasificación de estrellas.

El conocimiento de la estructura de nuestra Galaxia está basado en la obtención de distancias a los objetos cada vez más lejanos. Para las estrellas suficientemente próximas se utiliza la paralaje trigonométrica (< 200 pc). Debido a la absorción interestelar (1mag/kpc) el método mejor son las variables pulsantes o candelas estándares. Shapley sabia que las variables RR Lyrae existían en los cúmulos globulares y después del descubrimiento de la relación periodo-luminosidad para las Cefeidas, lo aplicó a las RR Lyrae calculando las distancias a los cúmulos globulares y encontrando que tenían una distribución esférica, identificando el centro de la distribución espacial de los cúmulos globulares con el centro de la Galaxia, una región hacia Sagitario. El Sol, que no pertenece a esta componente sino a la componente plana o disco, está por tanto lejos del centro de nuestra Galaxia.

La Galaxia está constituida por un disco plano de enorme dimensiones que contiene un gran número de estrellas y una elevada concentración de materia interestelar. Este disco exhibe unos brazos espirales que arrancan del centro o núcleo. El disco está rodeado por una esfera concéntrica de material menos denso, llamado halo, donde se encuentran los cúmulos globulares. Sí se pudiese ver de canto o sí fuésemos desde dentro hacia fuera (Figura 7-1-3) se distinguiría:

 - El núcleo que es una compacta acumulación de estrellas de unos 100 pc de diámetro, contiene polvo y gas interestelar.

- Bulbo central que tiene una distribución de estrellas aproximadamente esférica de 6 kpc de diámetro

- Disco, constituido por estrellas y gas en un volumen de forma de disco con unos 25 kpc de diámetro y un espesor de unos 300 pc, el sistema solar está localizado hacia el borde del disco. El disco es el que contiene la estructura espiral.

- Halo, distribución esférica de estrellas y cúmulos globulares que se extiende más allá del disco, de unos 30 kpc de diámetro.

El Sol, la Tierra y los planetas están inmersos en el disco cerca de un brazo de espiral y muy alejados del centro. Esta posición impide contemplar la Galaxia como un todo y la absorción interestelar dificulta mucho la observación en la dirección del núcleo.

La distinción en Poblaciones de las estrellas está también relacionada con su localización espacial en la Galaxia. Las estrellas situadas en el disco son ricas en metales y pertenecen a la Población I. El bulbo central comprende una mezcla de estrellas de la Población I y II, mientras que el halo visible parece estar compuesto sólo de estrellas viejas y con poco contenido metálico de la Población II.

La estructura espiral
 

Por la estructura a gran escala del disco y por la clase de objetos que lo pueblan (jóvenes cúmulos abiertos, asociaciones de estrellas tipo O, Cefeidas y regiones H II) se piensa que nuestra Galaxia es una espiral de tipo intermedio. Esta sugestión está fuertemente apoyada por las fotografías infrarrojas de la Galaxia que muestran un núcleo central, un anillo ecuatorial de materia oscura y una apariencia general muy similar a las galaxias espirales externas vista de canto, es de esperar por tanto que nuestra Galaxia tenga brazos de espiral.

Sí se quiere delinear la estructura espiral se debe analizar la distribución, relativa al Sol de objetos cuidadosamente seleccionados que sirven como trazadores de los brazos de espiral. Estos trazadores deben satisfacer los siguientes criterios:

1. Estar asociados con los brazos de espiral a partir de observaciones de galaxias externas.

2. Ser jóvenes, así durante su vida no se han movido lejos de la posición original donde nacieron.

3. Ser luminosos, para que se pueden ver a grandes distancias, permitiendo trazar los brazos coherentemente con sus grandes longitudes.

4. Ser objetos cuyos brillos intrínsecos estén bien definidos y sean fáciles de determinar, junto con la estimación correcta de la absorción interestelar y el enrojecimiento.

Varios tipos de objetos satisfacen estos criterios, como son las regiones H II, las asociaciones de estrellas O, los cúmulos galácticos jóvenes, las Cefeidas y ciertos tipos de supergigantes. Las regiones H II son fáciles de encontrar y de identificar ya que su fuente de excitación son las estrellas O y satisfacen el criterio de juventud y alta luminosidad.

Sus distancias se pueden estimar a partir del conocimiento del tipo espectral, enrojecimiento y magnitudes aparentes de las estrellas asociadas con ella. Los cúmulos jóvenes satisfacen todos los criterios enumerados antes. Sus distancias se determinan muy bien ya que sus estrellas están muy cerca o en el ZAMS y por tanto tienen muy poco rango de magnitudes absolutas y sus colores también se conocen muy bien. Lo mismo se aplica a las asociaciones de estrellas O que son extremadamente jóvenes.

Las Cefeidas clásicas son buenos trazadores de la estructura espiral ya que obedecen a la relación periódo-color-luminosidad que permite obtener sus distancias. Las supergigantes de tipo A - M se observan en los brazos espirales de las galaxias externas. Sin embargo no son tan buenas trazadores de los brazos espirales como las regiones H II o las asociaciones O porque son más viejas que esos objetos y probablemente se han alejado mucho de su lugar de formación. Además la calibración en magnitud absoluta no es muy precisa y es difícil determinar su enrojecimiento interestelar, las incertidumbres en su distancia estimada es del orden del 30%

La distribución del gas en nuestra Galaxia

La estructura espiral también se puede estudiar por la distribución del gas en nuestra Galaxia. Observaciones radioastronómicas de la línea de 21 cm pueden utilizarse para detectar la estructura espiral en la componente gaseosa. Los resultados indican que el hidrógeno se distribuye en una estructura más o menos continua de brazos

Estructura espiral de la Galaxia determinada a partir de las regiones H II (círculos) y de radio observaciones (cuadrados). Se han ajustado cuatro brazos espirales a los datos. 1 Brazo espiral mayor, Sagitario-Carina. 2 Brazo intermedio, Escudo-Cruz. 1 Brazo interno de Norma, simetrico de 1. 2 Brazo externo de Perseo, simetrico de 2. El Sol se encuentra en un segmento de brazo llamado el brazo de Orión

Los resultados de las observaciones ópticas y radioastronómicas se dan en la Figura 7-1-8. Las regiones H II son las que mejor dibujan la estructura espiral, el 80% de ellas se distribuyen en cuatro brazos espirales mayores, simétricos dos a dos y hay algunos interbrazos o segmentos de brazos.

El Sol está localizado en un segmento de brazo, relativamente corto, llamado el brazo de Orión y en las proximidades de esa constelación hay formación de estrellas. Dos brazos espirales mayores están situados a un y otro lado del Sol. El brazo de Sagitario-Carina (1) en el lado del centro galáctico, este es el brazo que se ve durante los meses de verano cuando se mira a la Vía Láctea.

Durante los meses de invierno nuestra visión hacia afuera del centro galáctico es el brazo externo de Perseo (2'). Los otros dos brazos mayores son el intermedio Escudo-Cruz (en el hemisferio sur) o de Cygnus (en el hemisferio norte) (2) y el brazo espiral mayor interno de Norma (sur) o Centaurus (norte) (1') simétrico del 1.

En la parte central no se excluye la presencia de una barra.

Esquema teórico de la estructura espiral

Como hemos dicho anteriormente los brazos espirales están formados por nubes interestelares, estrellas jóvenes O y B, cúmulos abiertos y nebulosas de emisión. La conclusión obvia es que los brazos de espiral son las partes del disco galáctico donde la formación estelar tiene lugar. Un problema importante es entender como la estructura espiral persiste durante largos periodos de tiempo, ya que sí la duración fuese corta las galaxias espirales serían raras en el Universo, hecho que es contrario a las observaciones, los 2/3 de las galaxias observadas son espirales. Sabemos que el disco tiene rotación diferencial, las partes internas del disco galáctico rotan más rápidamente que las partes externas, esto hace imposible que cualquier estructura a gran escala ligada a la materia del disco sobreviva mucho tiempo.

Sabemos que el Sol a unos 8 kpc del centro tarda unos 225 millones de años en recorrer su órbita galáctica alrededor del centro. Como tiene unos 4500 millones de años, el sistema solar ha dado unas 20 vueltas alrededor del centro desde que se formó. Sin embargo, en el mismo tiempo, las estrellas más próximas al centro han dado muchas más vueltas y las estrellas del borde del disco han dado menos vueltas. El resultado es que una estructura espiral constituida por el mismo grupo de estrellas y gas necesariamente se disiparía y desaparecería en unos pocos cientos de millones de años. Así los brazos de espiral no pueden ser simplemente regiones densas de formación estelar orbitando junto con el resto del disco galáctico. Esto es, los brazos espirales no pueden participar de la rotación diferencial.

Teoría de las Ondas de densidad

Lin y Shu en 1963 han desarrollado una teoría que trata de explicar como se pueden mantener los brazos espirales, es la llamada teoría de ondas de densidad. En este modelo los brazos de espiral se consideran áreas de mayor densidad en el disco galáctico a través de las cuales las estrellas, el gas y el polvo se mueven. Los brazos de espiral son pues ondas de densidad que recorren una trayectoria rotando rígidamente en un disco con rotación diferencial. La base física del modelo de ondas de densidad se ilustra por la respuesta del gas, polvo y estrellas a un campo gravitacional rígido en forma espiral, superpuesto a un disco en rotación diferencial. La Figura 7-1-9 muestra el disco rotando en la dirección de las agujas del reloj, las líneas representan órbitas circulares que existirían sí no hubiese el campo gravitacional en espiral. El mínimo de la perturbación gravitacional en espiral es la línea fuerte, que gira rígidamente con velocidad angular W p en la misma dirección que el polvo, gas y estrellas que se mueven con su velocidad local de rotación,W . El resultado es una rotación rígida superpuesta a un disco con rotación diferencial.

Según esta teoría la Galaxia se trata como un fluido de estrellas, polvo y gas en el que se supone la existencia de una perturbación del potencial gravitacional en forma espiral, que se superpone a la rotación galáctica. Esta onda se desplaza con velocidad angular constante, en nuestra Galaxia la velocidad es W p = 11 - 14 km s-1 kpc-1, luego tarda en dar una revolución 2p / W p = (2p /11) 3.086 x 1016 = 5 x 108 años, la onda de densidad se mueve unas 2.5 veces más lenta que las estrellas y el gas (el Sol tarda unos 225 x 106 años).

Continuando con la figura, sí consideramos en b una órbita no perturbada, ya que equidista de dos brazos la fuerza gravitacional neta es cero y su órbita no se perturba permanece circular. Continuando en su movimiento tiende a moverse más cerca del brazo externo en el punto c, donde dominará su fuerza gravitacional y la materia tiende a moverse en órbitas ligeramente mayores donde, según las leyes de Kepler, su velocidad lineal es menor. Argumentos similares indican que las estrellas o el gas que dejan el brazo espiral cerca del punto a tardan más en alcanzar el punto b en su movimiento alrededor del centro. Como resultado las estrellas, el polvo y el gas se acumulan a lo largo del potencial gravitacional en espiral. Este proceso tiende a automantenerse, ya que la materia añadida mantiene el potencial existente conforme otra lo deja. Las estrellas y el gas se mueven, por tanto, en órbitas perturbadas representando, el potencial gravitacional en espiral, la perturbación. La frecuencia con que la materia del disco produce un potencial gravitacional en espiral mínimo, está determinada por la velocidad local de rotación angular de la materia respecto al disco: W - W p.

El papel que desempeña la teoría de las ondas de densidad en el mantenimiento de la estructura espiral se puede ilustrar con el siguiente ejemplo: Supongamos una carretera por la que circula en una hora punta un camión a 20 km/h. Debido a esta circunstancia los vehículos que circulan en el mismo sentido, por ejemplo a una velocidad media de 80 km/h, son obligados a reducirla cuando llegan a sus proximidades, produciéndose así lo que se conoce como un tapón de tráfico, donde la densidad de vehículos es máxima. Pasado un tiempo pueden adelantar al camión y consiguen alcanzar otra vez su velocidad media. En el curso del tiempo irán renovándose los vehículos que forman el tapón. Sí se fotografía la carretera en instantes diferentes desde un helicóptero, se observa que el tapón se desplaza a la misma velocidad que el camión, que es distinta de la velocidad media de los coches. En nuestra Galaxia, los vehículos son las estrellas, el polvo y el gas y el tapón de tráfico es la onda de densidad, que se mueve a una velocidad diferente y tiene forma de espiral, frena a los objetos estelares a su llegada, permanecen allí un tiempo y después salen del brazo espiral.

Este modelo de ondas de densidad predice la formación de estrellas a lo largo de los bordes internos de los brazos espirales. Los brazos de espiral son simplemente trayectorias que se mueven a través del disco, que no transportan grandes cantidades de materia de un lugar a otro. Las ondas de densidad se mueven a través de las estrellas y gas comprimiendo el disco, igual que las ondas sonoras se mueven a través del aire o en un océano las olas pasan a través del agua, comprimiendo diferentes partes del disco en diferentes instantes. Dentro de unos 15 kpc del centro la onda espiral rota más lentamente que las estrellas y el gas, así la materia que entra en la onda es temporalmente frenada y comprimida conforme pasa y después continua su camino. Conforme el gas entra en el brazo por la parte interna se comprime y forma estrellas. Las estrellas y sobre todo el gas sufren un frenado, al entrar por el borde interno del brazo, que aumenta la presión. La materia se acumula en la zona de frenado y la compresión origina el proceso de formación estelar, una parte del gas se transforma en estrellas y las más masivas formadas ionizan el gas formando regiones H II. Como las estrellas O y B y las regiones H II tienen una vida corta, su posición debe dibujar los brazos espirales y esto es efectivamente lo que se observa. La formación de estrellas es tanto mayor cuanto más fuerte es la compresión y por lo tanto la Galaxia gira más deprisa. Así es mayor hacia el interior de la Galaxia que hacia el exterior y se anula cuando la velocidad de la onda es igual a la velocidad de rotación galáctica. Lo que explica que no se encuentren regiones H II más allá de 15 kpc a pesar de la presencia de mucho gas.

¿Como se establece la perturbación inicial en el disco? No hay una única respuesta, se cree que puede ser debida: (1) a inestabilidades en el gas (fuerzas no gravitacionales) cerca del bulbo galáctico, (2) efectos de marea de galaxias próximas, como las Nubes de Magallanes y (3) colisiones galácticas, ya que muchas galaxias espirales parecen haber experimentado interacciones gravitacionales con sistemas próximos.

El centro galáctico

El conocimiento del centro de la Galaxia se basa en observaciones radio e infrarrojas. En la región óptica el centro está bloqueado por las nubes oscuras del brazo espiral de Sagitario aproximadamente a 2 kpc de nosotros. El centro de nuestra Galaxia es interesante estudiarlo porque puede ser una versión a pequeña escala de los núcleos activos mucho más violentos de algunas galaxias externas. Ya que las galaxias activas contienen un agujero negro supermasivo de 107 M¤ (Ver: cuasares y otras galaxias activas) puede ser que también haya un gran agujero negro en el centro galáctico.

Al acercarse al centro galáctico la densidad estelar continua aumentando hasta un pico central (en el núcleo galáctico hay una densidad estelar de unas 50 000 estrellas por parsec cúbico, un millón de veces mayor que en la vecindad solar). En contraste, el gas galáctico tiene un agujero central de radio unos 3 kpc. Según algunos modelos el bulbo central de la Galaxia tiene forma de barra, cuyo efecto es canalizar el gas dentro del núcleo galáctico dejando una zona libre de gas a un radio mayor.

Dentro del agujero central hay un disco de gas nuclear denso, su radio es de 1.5 kpc en hidrógeno neutro, pero la mayor parte de su masa es molecular y concentrada dentro de 300 pc del núcleo. La masa molecular de gas es del orden de 108 M¤ , o el 5% de la masa molecular total de la Galaxia, estas nubes moleculares están probablemente confinadas por la presión del gas de los alrededores que es muy caliente, T = 108 K. Este gas caliente puede expandirse verticalmente formando un viento galáctico, el gas perdido por el viento o por formación estelar es repuesto por gas que cae de las partes más exteriores o de radio mayor.

Los 10 pc centrales corresponden a la fuente de radio continuo Sgr A y a un cúmulo estelar denso que se observa en infrarrojo. Hay también gas molecular con movimientos complejos y signos de formación estelar activa. Dentro de Sgr A hay una fuente de radio continuo puntual única conocida como Sgr A*, su posición dentro de 1" coincide con el centro del cúmulo de estrellas que es mucho más denso que cualquier otro observado en el disco galáctico. Sí el centro galáctico contiene un agujero negro Sgr A* es el candidato.

La luminosidad del centro galáctico puede deberse al cúmulo de estrellas central, aunque no se excluye la posibilidad de la existencia de un gran agujero negro. La distribución de masa central se puede estimar modelando los movimientos observados de las estrellas y el gas, el mejor ajuste con las observaciones se obtiene con los modelos que tienen una distribución de masa extensa, junto con una masa puntual de unos pocos 106 M¤ . El tamaño de Sgr A* es menos de 10 ua, la explicación más plausible para esta estructura compacta es que Sgr A* es un agujero negro de unos pocos millones de masas solares.

 

Los astrónomos están al tanto de algunos objetos caprichosos que existen en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, como las vastas nubes de polvo cósmico, radiantes cúmulos estelares, remolinos gaseosos y, desde luego, un agujero negro supermasivo.

Gran parte del centro galáctico está oculto de cualquier observación en luz visible por densas nubes de gas y polvo, pero puede explorarse mediante otras formas de radiación electromagnética.

Esta imagen espectacular, en luz infrarroja, del centro de nuestra galaxia, fue construida a partir de los datos del Experimento Espacial Intermedio, a bordo del satélite MSX.

Esta imagen, producto del mapeo en tres bandas del infrarrojo intermedio, invisible al ojo humano, y su codificación en los colores visibles rojo, verde y azul, revela la emisión térmica de nubes de polvo circunferidas al centro galáctico, que se calientan por la intensa luminosidad de las estrellas. El plano galáctico se extiende a lo largo de la línea media de esta fotografía, mientras que el centro galáctico es la mancha brillante fácilmente reconocible

Alrededores galácticos

Nuestra galaxia, la Via Láctea, proporciona espectáculos sorprendentes. La Nebulosa del Huevo ofrece a los astrónomos una inolvidable perspectiva del caparazón de polvo que empaña la visión de una veterana estrella. Estas negras conchas alcanzan una distancia de una décima parte de una año-luz desde la estrella central, configurando una estructura a modo de capas de cebolla que forma anillos concéntricos. Rayos luminosos gemelos radían desde la estrella oculta e iluminan el polvo de aparente brea, como un ondulado estanque iluminado por luces subacuáticas.

La estrella central en CRL2688 fue una gigante roja hace varios cientos de años y ha iniciado un lento ocaso, como ocurre en todas las estrellas de tipo solar. La nebulosa es realmente una enorma nube de polvo y gas, eyectada por la estrella a una velocidad de 20 Km/s. Un grueso cinturón de polvo vertical bloquea la luz estelar; la luz se filtra fácilmente en aquellos puntos donde esta cubierta es más delgada, y es reflejada por las partículas de polvo hacia nosotros.

Los objetos como CRL2688 son poco comunes en la Vía Láctea debido a que se encuentran en una breve fase evolutiva que dura unos 1.000 ó 2.000 años. Sin embargo, poseen la clave para nuestra comprensión del modo en que las gigantes rojas se transforman en nebulosas planetarias. En este caso, estamos contemplando una historia de 10.000 años de eyección de masa en una gigante roja. Los arcos de polvo circundantes muestran que el ritmo con que la estrella arrojó material al espacio, ha variado en escalas de tiempo de entre 100 y 500 años. Los colores artificiales de la imagen permiten analizar minuciosamente el modo en que la luz se refleja en partículas de polvo tan finas como el humo antes de tomar nuestra dirección.

La Nebulosa del Huevo flota a unos 3.000 años-luz hacia Cygnus, en la Vía Láctea. La imagen de singular belleza que nos ofrece el Telescopio Espacial Hubble abarca un espacio de un año-luz. Su tamaño es de 86 segundos de arco.

El Telescopio Espacial Hubble muestra a la nebulosa planetaria más joven que se haya imaginado. Hace sólo 20 años, el gas que rodea la moribunda estrella central todavía no estaba lo suficientemente caliente como para brillar. Conocida como la Nebulosa Stingray (Henize 1357), la esfera de gas incandescente se encuentra a unos 18,000 años luz en la constelación de Ara en el hemisferio sur celeste. La nebulosa es unas 130 veces más grande que nuestro Sistema Solar, pero es de sólo un décimo del tamaño de otras nebulosas planetarias conocidas.

El Hubble ha sido el primer telescopio en proveer una imagen de cerca de esta pequeña nube de gas. Entre la compleja estructura que incluye un anillo y burbujas de gas, la imagen revela que la estrella central es binaria. Recientemente, los astrónomos han sugerido que la presencia de una compañera es la clave en la creación de las diversas formas de las nebulosas planetarias.

Mientras la superficie se expande y enfría, en el centro se va produciendo un núcleo de Carbono. Cuando se agotan el Hidrogeno y el Helio, queda un núcleo compacto de Carbono del tamaño de un planeta como la Tierra, pero con una masa del orden de la del Sol. Inicialmente, este núcleo se encuentra a una temperatura muy elevada constituyendo una Enana Blanca, pero dado que en su interior ya no tienen lugar nuevas reacciones nucleares, es un cuerpo térmicamente inerte que se enfría con el paso del tiempo, pasando de enana blanca a Enana Marrón y finalmente a Enana Negra

Javier de Lucas