La formación de la Vía Láctea

Cómo se formó nuestra galaxia

Cuando se fabrican los productos, se hacen enteros con la opción de desarmarlos más tarde, o se hacen en piezas y se ensamblan más tarde. Por ejemplo, el pan se hornea como una pieza de masa de pan. Pero luego, puedes cortarlo en diferentes tamaños y formas. Por otro lado, puede comprar algo como una estantería que viene en pedazos, que luego debe armar en casa. Estos dos ejemplos recuerdan la comprensión general de cómo puede haberse originado nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Colapso monolítico

La galaxia de la Vía Láctea tiene tres componentes básicos: el disco, que contiene los brazos espirales; el halo y el núcleo o protuberancia central. Las estrellas más viejas, también conocidas como estrellas de Población II, son pobres en metal y se encuentran en el halo y la protuberancia central. En el disco se encuentran estrellas más jóvenes ricas en metales, también conocidas como estrellas de Población I.

Estos hechos ayudaron a los astrónomos a desarrollar una teoría más antigua llamada colapso monolítico , o la hipótesis de arriba hacia abajo , que básicamente dice que las grandes galaxias, como la Vía Láctea, se formaron por medio del colapso gravitacional de una sola nube de gas grande, turbulenta.

La hipótesis del colapso monolítico establece que una gran nube de gas se originó hace más de 13 mil millones de años, que es lo que estimamos que es la edad de la Vía Láctea. Pero la gran nube de gas no era lo suficientemente fuerte para resistir la fuerza de la gravedad que empuja el gas hacia adentro. A medida que el gas fue arrastrado hacia adentro, la nube se fragmentó en nubes más pequeñas. Puede equipararlo a una gran nube en el cielo que se divide en otras más pequeñas debido al viento que la desgarra. Excepto en el espacio, fue la gravedad, no el viento, lo que desgarró la gran nube.

Algunas de las nubes de gas más pequeñas terminaron chocando entre sí y combinándose, como si se juntaran pedazos de masa de pan para hacer una gran bola de masa de pizza. Esta nube de gas más grande y de baja densidad giraba y, como una pieza giratoria de masa de pizza, no podía resistir el aplastamiento en un disco debido a su baja densidad. Esto ayudó a formar el disco de nuestra galaxia.

A medida que la nube se aplanaba, aumentaba la abundancia de metal creado por un proceso llamado nucleosíntesis, lo que explica por qué las estrellas más nuevas en el disco eran ricas en metales en comparación con las estrellas más antiguas. Y cuando la nube se aplanó en un disco, dejó atrás las estrellas más viejas, pobres en metales, los cúmulos globulares y el halo, en general, a su paso.

La hipótesis de abajo hacia arriba

La hipótesis de arriba hacia abajo deja bastante claro que debido a que el halo se formó primero, debería contener estrellas de aproximadamente la misma edad. Los más alejados deben ser los más antiguos y no deben contener metales. Pero la evidencia y las observaciones recientes han arruinado la armadura de la hipótesis de arriba hacia abajo. Algunos cúmulos de estrellas más jóvenes están aparentemente en el halo exterior, e incluso las estrellas más viejas son pobres en metales, pero no necesariamente completamente libres de metales.

Entonces, ¿qué está pasando entonces? Se ha desarrollado una nueva hipótesis para dar cuenta de estos nuevos descubrimientos. Se llama hipótesis de abajo hacia arriba . En esencia, afirma que las grandes galaxias, como la Vía Láctea, se formaron a partir de combinaciones de pequeñas galaxias y cúmulos de estrellas. Esto sería como armar una estantería de piezas más pequeñas en un mueble grande.

Lo que los astrónomos creen que sucedió es algo como esto. Primero, había una gran nube de gas que básicamente no tenía ningún metal. Las primeras estrellas que se formaron a partir de esta nube fueron verdaderamente masivas. Las estrellas masivas, como los autos masivos, queman su combustible productor de energía muy rápidamente. Esto significa que mueren muy rápido ya que se quedan sin combustible tan rápido.

A medida que viven y mueren en explosiones violentas llamadas supernovas, el proceso de nucleosíntesis produce metales que se arrojan a la nube de gas, solo para que se incorporen a una nueva generación de estrellas que se forman en la galaxia. Esto ayuda a explicar por qué las estrellas más antiguas de la Población II tienen rastros de metales. En esta etapa, también se habrían formado una protuberancia central, un halo y un disco grueso de baja densidad. Eventualmente, el disco se habría aplanado con el tiempo.

Lo más interesante es que esta hipótesis propone que las galaxias más pequeñas fueron capturadas a medida que nuestra galaxia crecía. Cuando estas galaxias más pequeñas y parcialmente evolucionadas fueron tragadas, agregaron sus propios cúmulos únicos a nuestra galaxia. Por lo tanto, explicaría por qué hay discrepancias de edad para los cúmulos globulares y diferentes tipos de metalicidades que se encuentran dentro de ellos que no pueden explicarse por un colapso monolítico.

Las estrellas de la galaxia y tú

Me gustaría terminar esta lección con lo que creo que es una nota muy interesante. Como han señalado esta y otras lecciones, cuando una estrella muere, nace otra, gracias en parte a los restos de la vieja estrella. Originalmente, solo había hidrógeno y helio para las primeras estrellas de nuestra galaxia.

A medida que estas estrellas originales vivían y estaban agonizando, produjeron elementos como carbono, nitrógeno, oxígeno, hierro, oro, etc. Todo esto se incorporó a futuras generaciones de estrellas, y muchos de estos átomos constituyen la mayor parte de lo que eres en un sentido molecular y atómico. Por tanto, sus parientes muy lejanos son estrellas. Existes, literalmente, gracias a estas estrellas.

Por ejemplo, el yodo en la glándula tiroides, el hierro en la sangre, el calcio en los huesos y el selenio en las células nerviosas están ahí gracias a explosiones masivas de supernovas que ocurrieron hace millones y miles de millones de años. Como dice el refrán, debes agradecer a tus estrellas de la suerte.

Resumen de la lección

El colapso monolítico , también conocido como la hipótesis de arriba hacia abajo , establece que las grandes galaxias, como la Vía Láctea, se formaron por medio del colapso gravitacional a partir de una sola nube de gas grande, turbulenta. Básicamente, esta hipótesis dice que nuestra galaxia comenzó con una gran nube que luego se fragmentó, y esto es lo que ayudó a formar las diferentes partes de nuestra galaxia. El problema es que no explica algunas discrepancias, como las edades de los cúmulos que se encuentran en el halo de nuestra galaxia.

Entonces surgió la hipótesis de abajo hacia arriba , que establece que las grandes galaxias, como la Vía Láctea, se formaron a partir de combinaciones de pequeñas galaxias y cúmulos de estrellas. Esta hipótesis postula que nuestra galaxia se tragó otras galaxias más pequeñas a medida que se formó, lo que ayuda a explicar por qué tenemos cúmulos de edades diferentes en el halo de la Vía Láctea.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya completado esta lección, podrá:

• Nombra los tres componentes básicos de la Vía Láctea.
• Describir la hipótesis del colapso monolítico, o de arriba hacia abajo, de cómo se formó la Vía Láctea.
• Indique la evidencia que contradice la hipótesis de arriba hacia abajo
• Resumir la hipótesis ascendente
• Explica cómo la muerte de las estrellas finalmente afectó la vida en la Tierra.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador