Esta historia apareció en la edición de junio de 2020 como » a Universe of Galaxies.»Suscríbase a la revista Discover para más historias como esta.
En la noche de Octubre. 4, 1923, cerca de Los Ángeles, un joven astrónomo se subió a su coche y comenzó una caminata motorizada hasta el Monte Wilson. Allí, llegó al observatorio que albergaba el Telescopio Hooker de 100 pulgadas, en ese momento el telescopio más grande del mundo.,
Edwin Hubble fue un astrónomo de cuarto año en el Monte Wilson; disfrutó usando el Telescopio Hooker porque estaba interesado, entre otras cosas, en estudiar las «nebulosas espirales».»Estas misteriosas nubes de gas estaban esparcidas por el cielo, y nadie entendía su naturaleza. En los primeros días de la década de 1920, Hubble se había asignado la tarea de averiguarlos.
apuntó el gran telescopio hacia su objeto favorito: la nebulosa de Andrómeda, M31. Esta nube en forma de espiral es ligeramente visible a simple vista bajo un cielo claro y sin luna., Luego capturó su imagen en una placa fotográfica. Hubble estaba emocionado por el resultado. En él, encontró una sospechosa nova, una estrella en explosión. A la noche siguiente, fotografió de nuevo al M31, con la esperanza de capturar el nova y grabarlo bajo una mejor estabilidad atmosférica. La segunda placa de hecho registró la nova, pero poco sabía, también había capturado una placa que se convertiría en legendaria en la historia de la ciencia.,
Su Tiempo de observación, regresó a su oficina para analizar la captura. De repente, el Hubble se dio cuenta: la nova no era una nova en absoluto, sino un tipo particular de estrella que cambió su brillo, una variable Cefeida. Comprobando las placas anteriores, fue capaz de confirmar eso, y se dio cuenta de que la debilidad de la estrella tenía implicaciones increíbles.,
la estrella, y la nebulosa que la rodeaba, deben estar a una distancia de un millón de años luz, tres veces más grande de lo que cualquiera en ese momento creía que era el tamaño de todo el universo. Hoy en día, gracias a mediciones mejoradas, los astrónomos saben que el objeto está a 2,5 millones de años luz de distancia.
ayudado en parte por trabajos anteriores realizados por Vesto M. Slipher y por su propio colega, Milton Humason, Hubble había descubierto de inmediato que el universo era mucho más grande de lo que nadie había creído, y que las nebulosas espirales como Andrómeda eran en realidad galaxias distantes., Eran sistemas completos de estrellas y gas, separados de nuestra propia Vía Láctea por una larga caminata.
en el Observatorio Lowell de Arizona, ya en 1912, Slipher había registrado las velocidades aparentes de las nebulosas espirales y, con el trabajo ahora realizado por el Hubble, estaba claro que el universo se estaba expandiendo — las galaxias se estaban separando unas de otras con el tiempo. El universo no solo era mucho más grande de lo que nadie había creído anteriormente, sino que estaba creciendo a medida que pasaba el tiempo.,
para 1929, los astrónomos habían reunido una imagen cósmica del pasado., Si trazamos las historias de muchas de las galaxias hacia atrás en el tiempo, significa que el cosmos comenzó con un punto pequeño e infinitamente denso en su origen. Esta investigación fue una extensión del trabajo realizado originalmente por el astrónomo belga Georges Lemaître. Los astrónomos entendieron este punto de origen cósmico, más tarde llamado el Big Bang, como el comienzo del universo, y, calcularon, debe haber ocurrido hace miles de millones de años. El Big Bang había comenzado la expansión que estaba alejando a todas las galaxias unas de otras a medida que pasaba el tiempo. Todo el universo parecía estar volándose a pedazos.,
en la década de 1930, el Hubble comenzó a estudiar y clasificar las galaxias en sus diversos tipos morfológicos, el conjunto de estructuras que los astrónomos vieron en las fotografías. Finalmente reunió los tipos de galaxias que observó en un diagrama en forma de diapasón. Contenía galaxias espirales, galaxias espirales Barradas-espirales que contienen una «barra» lineal de material que pasa a través de sus centros — galaxias lenticulares (en forma de lente) y galaxias elípticas. También identificó galaxias irregulares, nubes de estrellas y gas que carecían de una forma organizada., Más tarde, los astrónomos identificarían galaxias peculiares, sistemas que parecían estar atormentados por eventos explosivos o disruptivos. También identificaron una clase de galaxias llamadas esferoidales enanas, que parecían ser numerosas en el universo local.
en la década de 1950, el astrónomo francés Gérard de Vaucouleurs de la Universidad de Texas había ampliado el esquema de clasificación del Hubble en un sistema más complejo que tenía en cuenta muchas propiedades observadas de las galaxias., De Vaucouleurs produjo una trama pseudo – tridimensional que muestra las relaciones de las galaxias, apodado El «Limón cósmico» debido a su forma. De Vaucouleurs incluyó detalles sobre barras en galaxias, descripciones de anillos de materia visibles en ellas,y una evaluación de cómo los brazos espirales de una galaxia estaban enrollados. También incluyó detalles evaluativos sobre la naturaleza de las galaxias irregulares y peculiares.
la última generación de astronomía extragaláctica se ha movido hacia análisis mucho más sofisticados que la catalogación., Utilizando el Telescopio Espacial Hubble, los astrónomos han estimado que alrededor de 100 mil millones de galaxias deben existir en el cosmos. Y el número puede ser mucho mayor que eso. Probablemente existieron unos 2 billones de galaxias en el universo temprano, pero parece claro que las galaxias cercanas unas a otras son atraídas juntas por la gravedad y se combinan a lo largo del tiempo cósmico. A pesar de la expansión universal, entonces, las galaxias normales como la Vía Láctea probablemente están hechas de docenas o más protogalaxias que se fusionaron en sistemas más grandes., Pueden ver estas primitivas manchas de materia, protogalaxias azuladas, en el universo primitivo dentro de las imágenes del campo Ultra Profundo del Hubble.
nuestra propia galaxia
a medida que los astrónomos han estudiado un mayor número de galaxias en las últimas décadas, han descubierto muchas cosas, pero una que es imposible ignorar es que el universo es increíblemente grande. Si nos fijamos en una galaxia en el ocular de su telescopio esta noche, los fotones que golpean su ojo han estado viajando a la velocidad más rápida que hay – 186.000 millas por segundo (300.000 kilómetros por segundo). Sin embargo, han tardado 2,5 millones de años a esa velocidad en llegar hasta nosotros desde la galaxia de Andrómeda., Y ese objeto está casi en nuestra puerta cósmica. Por supuesto, el conocimiento de nuestra propia galaxia, en un sentido primitivo, se remonta a la antigüedad. El nombre Vía Láctea proviene del latín via lactea, que deriva de la idea original, el término griego, galaxias kýklos, » círculo lechoso.»La banda de la Vía Láctea visible en nuestro cielo, más prominente en las noches de verano e invierno, es la luz no resuelta de miles de millones de estrellas que yacen a lo largo del plano de nuestra galaxia.,
pero solo en las últimas décadas hemos llegado a entender que la Vía Láctea es una de las 100 mil millones de galaxias en el universo, y que su disco se extiende unos 100.000 años luz de diámetro. Contiene unos 400 mil millones de estrellas, aunque no sabemos exactamente cuántas porque las estrellas enanas son débiles y difíciles de ver a largas distancias. Durante décadas, los astrónomos creían que la Vía Láctea era una simple galaxia espiral., Pero los estudios de este siglo han demostrado que la Vía Láctea es una espiral barrada, y que nuestro sol y nuestro sistema solar se encuentran a unos 26.000 años luz del centro, en uno de los brazos de la galaxia.
la Vía Láctea consiste en un disco brillante, un plato que gira lentamente de estrellas y gas que contiene la mayoría de las estrellas que vemos. Nuestro Sol orbita el Centro de la galaxia una vez cada 220 millones de años, lo que significa que hemos rotado alrededor del Centro Galáctico unas 20 veces desde la formación del sistema solar. Muy lejos, en el Centro de la galaxia, se encuentra un agujero negro supermasivo que contiene alrededor de 4.,3 millones de veces más masa que el sol. En los últimos tiempos, los astrónomos han descubierto que los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias son la norma. Casi todas las galaxias, excepto las enanas, las tienen.
el disco de la galaxia está encapsulado por un halo de un pequeño número de estrellas, junto con enormes esferas de estrellas antiguas llamadas cúmulos globulares, y una gran envoltura de materia oscura. Los astrónomos aún no saben en qué consiste la materia oscura, pero saben que está ahí debido a la influencia gravitacional que tiene sobre la materia visible que pueden observar.,
el Grupo Local
La Vía Láctea apenas está sola en el cosmos. Pertenece a un grupo de al menos 54 objetos llamados el grupo local de galaxias, un nombre que el Hubble le dio a esta nube local de objetos mientras mapeaba el cosmos cercano. Los miembros principales del grupo Local son la Vía Láctea, la galaxia Andrómeda y la galaxia Molinete (M33). Pero cada una de estas tres grandes espirales tiene una nube de galaxias concomitantes, también., Los satélites de la Vía Láctea incluyen las grandes y pequeñas nubes de Magallanes, visibles a simple vista en el Hemisferio Sur, y muchas galaxias enanas. El diámetro del grupo Local es de unos 10 millones de años luz, unas 100 veces el diámetro de la Vía Láctea.
y moviéndonos hacia el universo más profundo, encontramos más ejemplos de esas 100 mil millones de galaxias. Estas majestuosas Islas de estrellas y gas existen en grupos, como nuestro grupo Local, pero también en conjuntos más grandes llamados cúmulos y muy grandes llamados supercúmulos., A pesar de la expansión general del universo, lo que significa que la mayoría de las galaxias se están alejando unas de otras a medida que el cosmos crece, la gravedad mantiene un número menor de galaxias unidas entre sí en sus viajes. Nuestro grupo Local, por ejemplo, es miembro del llamado cúmulo de galaxias Virgo, llamado así porque su centro ricamente poblado se encuentra en la constelación Virgo en nuestro cielo.
el cúmulo de Virgo contiene al menos 1.500 galaxias y está centrado a unos 54 millones de años luz de la Tierra., Se pueden ver algunas de las galaxias más brillantes cerca del núcleo del cúmulo de Virgo en telescopios aficionados, en una matriz llamada cadena de Markarian. Esta línea de galaxias contiene galaxias elípticas supermasivas como M84 y M86, y una variedad de galaxias espirales, también. Para los astrónomos de patio trasero, este patio de recreo de tipos de galaxias es una de las áreas realmente fascinantes del cielo, y es mejor visible en las noches de primavera bajo condiciones claras y sin luna.
La mayoría de las galaxias del cúmulo de Virgo contienen agujeros negros supermasivos en sus centros. M87 es todo un ejemplo., Mientras que el agujero negro central de la Vía Láctea pesa 4,3 millones de masas solares, el colosal agujero negro dentro de M87 contiene una masa estimada de 5 mil millones a 7 mil millones de soles, unas 1.000 veces más masiva que la nuestra. M87 es una de las galaxias más grandes en nuestra parte del universo — es una galaxia llamada CD, abreviatura de centralmente dominante-y ha «comido» muchas de las galaxias más pequeñas que una vez la rodearon. Eso es lo que hacen las galaxias masivas: consumen a sus socios del vecindario.,
Superclusters
un cúmulo que contiene 1.500 galaxias es una cosa, pero también existen conjuntos mucho más grandes de galaxias. Virgo es miembro de la llamada Supercluster Virgo, que contiene miles de galaxias en una escala de un orden de magnitud más grande todavía. El Supercluster Virgo contiene nuestra Vía Láctea, el grupo Local, el cúmulo Virgo, y en total unos 100 grupos y cúmulos de galaxias., Este marco increíblemente grande se extiende unos 110 millones de años luz de diámetro, y es uno de los cerca de 10 millones de supercúmulos que componen todo el cosmos.
a pesar del gran número de galaxias existentes en el Supercluster Virgo, los astrónomos ahora saben que la mayor parte del espacio en este volumen está esencialmente vacío. Los diámetros de estos grandes vacíos van desde docenas a cientos de millones de años luz. Las cadenas filamentarias de galaxias se abren camino alrededor de los espacios oscuros y vacíos., A gran escala, las galaxias en cúmulos y supercúmulos son como burbujas de jabón, con galaxias cubriendo las superficies y los vacíos que se encuentran en el medio.
a finales de la década de 1980, los astrónomos habían identificado la Gran Muralla, una lámina de galaxias de 500 millones de años luz de diámetro. Más recientemente, el Sloan Digital Sky Survey descubrió la Gran Muralla de Sloan, un conjunto de galaxias de al menos el doble del tamaño de la Gran Muralla, que cubre una larga dimensión de unos 1,4 mil millones de años luz.,
a medida que los astrónomos descubrieron más y más galaxias distantes, descubrieron que una gran masa parecía estar tirando del universo local, tirando de nosotros en la dirección de las constelaciones Australes Triangulum Australe y Norma. Llamada El Gran Atractor, esta anomalía, a unos 200 millones de años luz de distancia, desconcertó a los astrónomos. Finalmente descubrieron que una masa aún mayor en esa dirección nos estaba jalando. Esta estructura gigantesca, llamada El Supercluster Shapley, está a 650 millones de años luz de distancia y contiene la mayor concentración de galaxias en nuestra parte local del cosmos.,
el panorama general
otros descubrimientos sorprendentes también han ocurrido., En 2014, los astrónomos identificaron un nuevo supercluster basado en los movimientos relativos de las galaxias analizadas de una manera más sofisticada que nunca. Los astrónomos de la Universidad de Hawái concluyeron que el Supercluster Laniakea existe, y lo llamaron así por la palabra hawaiana para «inmenso cielo».»
Laniakea, que a veces también se llama el Supercluster Local, contiene unas 100.000 galaxias, incluyendo el grupo Local y la Vía Láctea. Este cúmulo masivo y todos sus miembros viajan juntos a través del espacio, pero no todas las galaxias dentro de él están ligadas gravitacionalmente., Algunos se separarán del resto del cúmulo a medida que pasa el tiempo.
El Supercluster Laniakea tiene cuatro componentes principales: El Supercluster Virgo, el Supercluster Hydra-Centaurus, el Supercluster Pavo-Indus y el Supercluster del Sur.
en total, Laniakea contiene alrededor de 500 cúmulos y grupos de galaxias. Y alrededor de Laniakea en el universo local hay otros supercúmulos de galaxias: El supercúmulo Shapley, el supercúmulo Hercules, el supercúmulo Coma y el supercúmulo Perseo-Piscis., Cada una de estas estructuras contiene cientos de cúmulos de galaxias y están unidas por la tela de tela de la estructura cósmica.
a partir de la década de 1980, los astrónomos encontraron evidencia de estructuras incluso más grandes que los supercúmulos. Al principio, los objetos ahora llamados grandes grupos de cuásares (LQG) desconcertaron a los astrónomos.
en 1982, el astrónomo escocés Adrian Webster encontró lo que se conocería como el gran grupo de cuásares de Webster, una colección de cinco cuásares, o agujeros negros de alimentación activa, que se extienden a lo largo de 330 millones de años luz. Ahora, se conocen casi dos docenas de LQG., Una estructura conocida como el enorme LQG contiene 73 cuásares sobre un diámetro de unos 4 mil millones de años luz. Esta estructura masiva, descartada por algunos astrónomos, puede sostener el título como la mayor colección de materia relacionada en el cosmos.
verdaderamente, el universo es tan grande que es difícil de comprender. Por un lado, la enormidad del universo nos hace sentir pequeños. Nuestras breves vidas suceden tan rápidamente, y guiñamos el ojo, en su mayoría inconscientes del cosmos increíblemente grande que nos rodea., Pero el hecho de que seamos sensibles, que podamos meditar sobre las estrellas y galaxias lejos de Nosotros, hace que la vida en el universo sea algo realmente asombroso. Y estamos empezando a conocer el inmenso mundo de las galaxias.
David J. Eicher es el editor de Astronomía. Su libro de 2020, galaxias: dentro de las ciudades estelares del universo, está disponible en mi tienda de Ciencias.
