L'univers es compon de grups gegants de estrelles que es diuen galàxies. Una galaxia és un conjunt d'estrelles, pols i gas mantingut juntament amb l'efecte de la gravetat. Aquestes estructures còsmiques es formen al llarg de milers de milions d'anys a partir de núvols de gas i pols que es contrauen sota la seva gravetat.
Tipus de galàxies i la seva formació
Hi ha diversos tipus de galàxies i cadascuna té una forma i estructura diferents. Els astrònoms classifiquen les galàxies en quatre grans categories: espirals, el·líptiques, lenticulars e irregulars. Aquesta classificació va ser proposada inicialment per Edwin Hubble a la dècada de 1930 i encara és utilitzada avui dia.
La formació d'una galàxia depèn de diversos factors, com ara la velocitat de rotació del núvol de gas original, les interaccions gravitacionals amb altres galàxies properes i els processos interns de formació estel·lar. Si un núvol té prou moment angular, pot evolucionar en una galàxia espiral amb disc i braços espirals; si no en té, es pot tornar una galàxia el·líptica o lenticular.
galàxies espirals
Les galàxies espirals, com la nostra pròpia via Làctia, són fàcilment reconeixibles pels seus braços espirals brillants que s'estenen des d'un nucli compacte. Aquests braços estan formats per estrelles joves, pols i gas interestel·lar. Els braços de les galàxies espirals també són la llar d'intensos processos de formació estel·lar, on estrelles noves continuen naixent a partir de gas comprimit als núvols que els componen.
galàxies el·líptiques
Les galàxies el·líptiques, d'altra banda, tenen una forma més rodona o ovalada i no tenen braços espirals definits. Estan compostes principalment de estrelles velles i contenen molt poc gas i pols, cosa que implica una taxa baixa de formació estel·lar en comparació amb les galàxies espirals. Aquelles més grans s'anomenen gegants el·líptiques i són algunes de les estructures més massives de lunivers.
galàxies lenticulars
Les galàxies lenticulars són un tipus intermedi entre les espirals i les el·líptiques. Encara que tenen un disc, com les galàxies espirals, no tenen les estructures definides de braços espirals. La seva composició inclou tant estrelles velles com a joves, i la seva taxa de formació estel·lar és moderada.
galàxies irregulars
Per acabar, les galàxies irregulars no tenen una forma o estructura definida. Moltes són el resultat de col·lisions o interaccions amb altres galàxies. Aquestes col·lisions desorganitzen les estructures galàctiques, formant galàxies irregulars amb núvols de gas i pols barrejades amb estrelles disperses.
El moviment i expansió de l'univers
Les galàxies no són estàtiques; totes es troben a moviment. Aquest moviment es deu a la gravetat que les afecta de manera individual ia la mateixa expansió de l'univers. Edwin Hubble, un famós astrònom, va ser qui va demostrar a la dècada de 1920 que l'univers s'està expandint.
Hubble va observar que la majoria de les galàxies s'allunyen de la nostra, cosa que implica que l'univers es trobava en constant expansió des del Big Bang. Aquest fenomen és conegut com el corriment al vermell, ja que les ones de llum de les galàxies s'estiren cap a la part vermella de l'espectre electromagnètic mentre s'allunyen de nosaltres.
Fent servir aquesta informació, els astrònoms han pogut calcular que l'univers té uns 13.800 milions d'anys. Aquesta expansió no només afecta la distribució de les galàxies, sinó també la seva evolució. A mesura que l'univers continua expandint-se, les galàxies s'allunyen més les unes de les altres, fent que l'espai entre elles es torni encara més vast.
La Via Làctia i el nostre lloc a l'univers
La nostra galàxia, la via Làctia, és una de les moltes galàxies espirals a l'univers. Té un diàmetre d'aproximadament 100.000 anys llum i es troba en un grup de galàxies conegut com el Grup Local, que inclou altres galàxies notables com Andròmeda i les Núvols de Magallanes.
Al centre de la Via Làctia es troba un forat negre supermassiu conegut com Sagitari A*, al voltant del qual orbiten totes les estrelles i components de la nostra galàxia. La Via Làctia també té diverses galàxies satèl·lit que orbiten al voltant d'ella, com els esmentats Núvols de Magallanes, que són galàxies més petites i properes.
Col·lisions galàctiques i la fusió d'Andromeda
Les galàxies no només s'allunyen les unes de les altres, sinó que moltes també poden col·lidir entre si al llarg de milions d'anys. Les col·lisions de galàxies poden donar lloc a estructures complexes i desencadenar enormes explosions de formació estel·lar.
Un exemple clar d'una futura col·lisió és la interacció entre la Galàxia d'Andromeda i la Via Làctia. Totes dues galàxies estan en curs de col·lisió i s'espera que en uns 4.500 milions d'anys es fusionin en una única galàxia el·líptica gegant. Aquesta fusió afectarà de manera dramàtica la forma i el contingut de les dues galàxies.
La matèria fosca i les galàxies
Una altra part important per entendre les galàxies és la presència del que anomenem matèria fosca. És una forma de matèria que no podem veure directament, però que exerceix una gran influència gravitacional a les galàxies. Sense la presència de matèria fosca, moltes galàxies no podrien mantenir la seva estructura o explicar-ne les velocitats de rotació.
Quan els astrònoms observen com giren les galàxies, descobreixen que les estrelles a les vores exteriors de les galàxies es mouen molt més ràpid del que haurien, ateses les quantitats visibles de massa. Per explicar aquesta discrepància, els científics postulen l'existència de la matèria fosca, que contribuiria amb prou massa per mantenir la coherència de la galàxia.
Vera Rubin, una astrònoma nord-americana, va ser una pionera en aquest camp en estudiar les corbes de rotació de galàxies, el que va establir les bases per a la investigació moderna sobre la matèria fosca.
Tot i això, la matèria fosca continua sent un dels misteris més grans de l'astronomia moderna, ja que encara no ha estat observada directament malgrat els molts estudis en curs.
L'estudi de les galàxies ha permès als astrònoms entendre millor l'univers on vivim, i encara que hi ha molt que hem descobert, encara queda molt per aprendre. Les galàxies continuen fascinant-nos i desafiant-nos a expandir els nostres horitzons i coneixements.