¿Por qué muchas galaxias tienen forma de espiral?

El campo magnético juega un papel, hasta hace poco, insospechado en la manera en que galaxias como la nuestra toman su forma en espiral.

Las galaxias se clasifican, según su forma, en tres grandes tipos: las galaxias espirales, como la nuestra; las galaxias lenticulares, con forma de disco; y las galaxias irregulares, que no responden a ningún tipo de forma definida.

El porqué de la elegante forma en espiral con largos brazos que tiene nuestra galaxia, la Vía Láctea, es una incógnita que ha rondado las cabezas de los científicos durante décadas. Pero la Asociación de Universidades de Investigación Espacial (URSA) publicó a finales de 2019 nuevas observaciones que arrojan luz sobre cómo las galaxias espirales adoptan su forma.

Uno de los elementos que juega un papel fundamental en la forma de las galaxias, además de la gravedad (esta última, más estudiada), es el campo magnético, un elemento del que los astrónomos están aprendiendo nuevos datos.

"Los campos magnéticos son invisibles, pero pueden influir en la evolución de una galaxia”, como explica Enrique López-Rodríguez, científico del USRA en el Centro de Ciencias SOFIA de la NASA, en Silocon Valley (California). “Tenemos una buena comprensión de cómo la gravedad afecta las estructuras galácticas, pero ahora estamos comenzando a comprender el papel que juegan los campos magnéticos”, continúa.

Imagen: NASA/SOFIA; NASA/JPL-Caltech/Roma Tre Univ.


La galaxia de la fotografía que ilustra este artículo se denomina M77
, y se encuentra a 47 millones de años luz de distancia en la constelación de Cetus. Tiene un agujero negro activo supermasivo en su centro que es dos veces más grande que Sagitario A, el agujero negro del corazón de la Vía Láctea. Los brazos giratorios están llenos de polvo, gas y áreas de intensa formación estelar llamadas estallidos estelares.

Como mencionábamos, los campos magnéticos son invisibles, pero las observaciones infrarrojas de SOFIA revelaron lo que los ojos humanos no pueden.

Al medir los campos magnéticos a lo largo de los 24.000 años luz de diámetro de la galaxia M77, los astrónomos observaron que estos campos magnéticos están alineados con sus brazos espirales, llenos de estrellas recién nacidas. Esto quiere decir que las fuerzas gravitatorias que crearon la forma en espiral también están comprimiendo el campo magnético.

La hipótesis de los investigadores es que los brazos de la galaxia son “forzados” a curvarse en su forma espiral debido a la conocida como “Teoría de ondas de densidad”.

 

Teoría de ondas de densidad

La Teoría de ondas de densidad establece que el polvo, el gas y las estrellas de los brazos de una galaxia en espiral no están fijos en su lugar, como lo estarían las aspas de un ventilador. En cambio, el material se mueve a lo largo de los brazos a medida que la gravedad lo comprime, de manera más parecida a como lo harían los elementos de una cinta transportadora.

Según publican los investigadores en una nota de prensa elaborada por el URA, esta es la primera vez que vemos campos magnéticos alineados con el nacimiento de estrellas en los brazos espirales de una galaxia a escalas tan grandes. Los resultados fueron publicados en el Astrophysical Journal.

La capacidad del telescopio espacial SOFIA es imprescindible para hacer detecciones de otros campos magnéticos “invisibles”. La esperanza de los astrónomos es que, en el futuro, observaciones similares ayuden a comprender cómo se forman galaxias de otro tipo, como las desconocidas galaxias irregulares.

 

Referencia:

"SOFIA/HAWC+ Traces the Magnetic Fields in NGC 1068" E. Lopez-Rodriguez et al., 2019, to appear in the Astrophysical Journal, arxiv.org/abs/1907.06648

Laura Marcos

Laura Marcos

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