Explorando el Cosmos: Universo, Galaxias y Estrellas

El Universo: Composición y Estructura

El universo se concibe como un conjunto formado por el espacio, el tiempo, la materia y la energía. Los últimos modelos sobre la composición del universo consideran que contiene materia ordinaria, materia oscura y energía oscura.

La materia ordinaria constituye el 4% del total del universo y es lo que observamos y detectamos en las distintas longitudes de onda del espectro electromagnético. Se concentra en algunas zonas del universo, formando estructuras como filamentos de gas frío y polvo interestelar, donde se agrupan las galaxias. Cada galaxia contiene miles de millones de estrellas, muchas de ellas con planetas y otros cuerpos a su alrededor.

La materia oscura supone el 23% del total del universo. Es una forma hipotética de materia de composición desconocida que no emite ni refleja suficiente radiación electromagnética para ser detectada directamente con los medios técnicos actuales. Sabemos de su existencia por los efectos gravitacionales que causa en la materia ordinaria. Sin ella, la materia ordinaria no habría podido compactarse y formar las galaxias y los cuerpos que la integran.

La energía oscura supone el 73% del total del universo. Los cálculos actuales de la velocidad de expansión del universo solo son compatibles con nuestras observaciones si existe una energía que incremente la aceleración de esta expansión. A esta energía le hemos dado el nombre de energía oscura.

Las Galaxias

Las galaxias son enormes acumulaciones de materia (estrellas, otros cuerpos, gases, polvo cósmico y materia oscura) unidas gravitacionalmente.

Hay distintos tipos de galaxias que se clasifican según su forma:

• Elípticas: Tienen forma de elipse, están compuestas principalmente por estrellas viejas y suelen ser las más grandes.
• Lenticulares: Son un grupo intermedio entre las elípticas y las espirales. Tienen forma de disco aplanado con una concentración estelar central, pero sin brazos espirales definidos.
• Espirales: Son galaxias con un núcleo central de gran densidad estelar y brazos en forma espiral donde se están formando nuevas estrellas.
• Espirales Barradas: Son galaxias espirales cuyo núcleo presenta una estructura alargada en forma de barra, de cuyos extremos parten los brazos espirales.
• Irregulares: Carecen de una estructura definida, no suelen presentar un núcleo prominente y a menudo contienen grandes cantidades de gas y polvo interestelar, con formación activa de estrellas jóvenes.

La Vía Láctea

Todos los indicios parecen indicar que se trata de una galaxia espiral barrada, con un núcleo de forma elíptica y brazos principales que salen de los extremos de la barra central. Además, hay cuatro brazos secundarios.

Contiene entre 200.000 y 400.000 millones de estrellas y tiene un diámetro medio de unos 100.000 años luz. La Vía Láctea forma parte de un cúmulo de unas 40 galaxias, al que llamamos Grupo Local.

Las Estrellas

Las estrellas son cuerpos más o menos esféricos, formados por gas ionizado incandescente llamado plasma. En su interior se producen reacciones de fusión nuclear, lo que hace que emitan grandes cantidades de energía en forma de luz, calor y otras radiaciones.

Origen de las Estrellas

Las estrellas nacen en nubes moleculares gigantes. Cuando estas nubes superan una masa determinada, sufren un colapso gravitatorio que las hace contraerse y condensarse. Esta contracción se da en distintas zonas de la nube, en cada una de las cuales empieza a formar una protoestrella. Por eso, habitualmente, las estrellas nacen en grupo.

En la zona central de cada protoestrella, el colapso es mucho más rápido, lo que hace aumentar la temperatura. Cuando esta alcanza los 10 millones de grados, se inicia la fusión nuclear. Esto produce ingentes cantidades de energía.

En ese momento, la estrella empieza a emitir chorros de gas que barren su cubierta exterior, y es cuando podemos decir que ha nacido la estrella.

Podemos clasificar las estrellas de distintas maneras, siempre en función de sus características físicas o químicas. Una de las maneras más gráficas de visualizar varias de estas características a la vez es el conocido diagrama de Hertzsprung-Russell.

Las estrellas no son eternas. El estudio de la evolución estelar nos permite asegurar que todas las estrellas tendrán un fin, que viene determinado principalmente por la masa que tienen cuando inician su secuencia principal.