De galaxias y fósiles: Juntos y revueltos

Como ya se había comentado hace un par de entradas , las galaxias viven en grupos junto con otras galaxias. Estos grupos suelen estar compuestos de unas cuantas galaxias grandes con un séquito de pequeñas galaxias satélites.

El "Quinteto de Stephan", es un grupo de galaxias muy cercanas que están interactuando gravitatoriamente. El par de miembros del centro están en pleno proceso de fusionarse, mientras que el miembro de arriba a la izquierda muestra indicios de interacción.

En años recientes el estudio de estos grupos nos ha enseñado cosas muy interesante ya que se ha abandonado la noción antigua de que las galaxias, una vez formadas, permanecían inmutables. Bueno en realidad lo que pasaba era las galaxias eran tan grandes (desde el punto de vista humano) que nunca se consideró que existiera un proceso causante de algún cambio significativo en ellas. De esta manera se pasaron mucho años, desde que se afianzó el concepto de galaxia (o universo isla, como se decía antes), durante los 50s hasta que inició el estudio del efecto que tenían los grupos sobre sus galaxias miembro. Pero hoy sabemos que uno de los efectos mas relevantes se da cuando tenemos casos de canibalismo galáctico.

Par de galaxias interactuantes, dentro de unos cuantos miles de millones de años formarán una sola galaxia.

Si recuerdan los mapas del grupo local mostrados en la penúltima entrada, cada galaxia grande, como las tres dominantes del grupo local, tiene a sus satélites muy cercanas. El estar a una distancia tan reducida implica que la probabilidad de que alguna de esas galaxias satélites "choque" con el disco que su galaxia madre sea muy grande. Y cada vez que esto ocurre (interactúa un satélite con el disco de la principal), la satélite pierde velocidad y masa, es decir, en cada "pase" por el disco se va haciendo mas pequeña y lenta. Y claro, eventualmente será absorbida por la galaxia principal. A esto se le llama canibalismo galáctico. Es decir, cuando una galaxia se "come" a otra, que suele ser su satélite.

M51, la Galaxia del Remolino. Se pueden ver los dos núcleos, el de arriba es el núcleo de una antigua espiral que ha sido canibalizada por su compañera.

Este es el destino que le espera a pequeños miembros del grupo local que están cerca de la Vía Láctea, como la Enana de Sagitario, ambas Nubes de Magallanes (la Grande y Pequeña) y casi todas nuestras satélites. Pero ¿Que pasa cuando interaccionan dos galaxias grandes, por ejemplo, la Vía Láctea y Andrómeda?

De hecho esto sucederá dentro de unos 6,000 millones de años (las estimaciones varían mucho debido a los problemas con las mediciones de velocidad). Así que las posibles consecuencias son de particular interés, aunque se estima que el Sol tiene apenas unos 5,000 millones de años de vida, con unos 500 millones de utilidad como estrella de un planeta habitado.

Par de galaxias en colisión de alta velocidad, el impacto deformó a los dos cuerpos incidentes.

En primer lugar, un error muy común es pensar que cuando dos galaxias chocan, sus estrellas también chocarán. Pero esto no sucederá. En el disco de galaxias como la Vía Láctea o Andrómeda las estrellas distan unos 4 años luz de sus vecinas, por lo que en una colisión galáctica una estrella dada tendría un espacio de 4 años luz para pasar entre dos estrellas sin chocar con ellas. Y mas aún, si dos estrellas se acercan mucho, la tendencia será de acelerarse reducir así el tiempo para una colisión posible.

Pero bueno, las estrellas no chocarán, pero si habrá efectos. En particular en las nubes moleculares. Estas nubes, en ocasiones también llamadas nebulosas son las enormes regiones donde se forman las estrellas, algunas pueden medir cientos de años luz de un extremo a otro y se encuentran a lo largo de todo el disco de la galaxia. Por tanto, la probabilidad de que choquen las nubes moleculares de una galaxia con las de otra cuando se da una colisión galáctica es muy elevada. Esto tendrá el efecto de comprimir las nubes y propiciar la formación estelar. Así que esperaríamos que cuando dos galaxias chocan, en la parte donde se están combinando se formen muchas estrellas nuevas. Esta aceleración en formación estelar provocará un incremento en los niveles de radiación a los que un planeta se vería sometido (aunque un planeta tan protegido como la Tierra no se alteraría mucho).

Así, el proceso de choque entre dos galaxias espirales producirá muchas estrellas nuevas. Aparte de esto, la interacción entre los dos discos disipará la energía cinética de ambos cuerpos incidentes (en español: frenará las galaxias). Por lo que se dará un proceso cíclico, en el que las galaxias A y B se acercan, interaccionan, se traspasan, y luego se alejan de nuevo, pero sin llegar a la misma distancia que las separaba originalmente (por que perdieron energía al interactuar) tan solo para frenarse y regresar a reunirse de nuevo y reiniciar el proceso.

A dos o mas galaxias en proceso de unirse se les conoce como Merger y el estudio de estos sistemas nos a revelado una de las formas mas importantes que tienen las galaxias de evolucionar, el fusionarse con otras. Y esto puede ayudar a explicar algunos detalles curiosos sobre los conteos de galaxias espirales y elípticas. En algunas regiones y ciertas distancias (por lo tanto, en ciertas épocas) del universo faltan espirales y sobran elípticas.

Pero gracias al estudio de los mergers, hoy sabemos que cuando, por ejemplo, dos galaxias espirales se fusionan, suelen formar una elíptica grande. Y algunos modelos indican que después de algunos miles de millones de años esta puede evolucionar de nuevo a una espiral gigante.