Estructura y Evolución Cósmica: Galaxias, Estrellas y Planetas

Galaxias

Las galaxias son acumulaciones de estrellas con nubes y polvo cósmico. Se diferencian unas de otras por su forma o estructura. Las espirales contienen una zona central o núcleo normalmente circular y, alrededor, un número variado de brazos. Ej: la Vía Láctea. Las elípticas no tienen brazos, son más o menos regulares. Están formadas por estrellas viejas y son las mayores galaxias conocidas. Las irregulares no tienen forma definida y son las más abundantes. Algunas de ellas, según su tamaño, se clasifican como galaxias enanas. Las galaxias, a su vez, se agrupan en estructuras mayores llamadas cúmulos. Aquí se observa que las galaxias elípticas se disponen en el centro y las espirales e irregulares, alrededor del mismo.

Nebulosas

Las nebulosas son gigantes nubes de gases y polvo cósmico con formas diversas. También existen varios tipos:

• Nebulosas de emisión: emiten reacciones electromagnéticas.
• Nebulosas de reflexión: son grandes nubes de polvo iluminadas por estrellas cercanas y no emiten energía propia.
• Nebulosas planetarias: estas son expulsadas por algunas estrellas al final de su ciclo de vida.

Novas y Supernovas

Son el resultado de las grandes explosiones que se producen al final de la vida de las estrellas de gran masa.

Agujeros Negros

Son cuerpos estelares que no dejan escapar ningún tipo de radiación debido a su enorme atracción gravitatoria. La teoría de la relatividad predice su existencia y, aunque no se pueden observar de forma directa, es posible detectar sus efectos.

¿Cómo se forma un agujero negro?

Cuando una estrella de gran masa agota todo su combustible (H₂ y He principalmente), imponiéndose la fuerza gravitatoria a cualquier otro tipo de fuerza, produciendo un colapso de la materia, atrapando en su campo gravitatorio a todo cuerpo celeste cercano.

Quasar

Son los cuerpos estelares más lejanos del universo. Son núcleos de galaxias en formación, su energía y su luz es elevadísima.

Estrellas

Una estrella es una gran esfera de hidrógeno sometida a una constante fusión nuclear.

Composición de una estrella

Está compuesta por hidrógeno y helio. Cuando el hidrógeno es mayor que el helio, la estrella está naciendo. Cuando hay más helio que hidrógeno y otros elementos en menor proporción, el ciclo de vida es medio. Por último, el ciclo de vida final es cuando ya no existe prácticamente hidrógeno, hay muy poco helio y otros elementos más complejos.

Tipos de estrellas

• Azules = 30.000ºC (Ej: Épsilon)
• Blancas = 9.000ºC (Ej: Sirio)
• Amarillas = 5.500ºC (Ej: Sol)
• Naranjas = 4.000ºC (Ej: Arturo y Orión)
• Rojas = 3.000-1.800ºC (Ej: Orión)

Evolución estelar

Nebulosa - Protoestrella - Estrella joven - Enana blanca (M=M_sol) - Gigante roja (M>>M_sol) - Novas y supernovas - Agujeros negros - Estrella de neutrones.

Explosión de la estrella

La fuerza gravitatoria es muy intensa en el centro. En las capas superiores, donde los gases se expanden, se producen explosiones violentas expulsando gases y polvo.

Planetas

¿Cómo se forman?

Se forman a partir de explosiones alrededor de una estrella en su ciclo vital final, cuando la estrella explota y cantidades de gas y polvo (H₂, He) se concentran y permanecen alrededor de una estrella, formándose así a lo largo de millones de años los planetas.

Hipótesis nebular

1. Nebulosa
2. Disco protoplanetario inicial
3. Disco protoplanetario evolucionado
4. Sistema planetario

1-2: La nebulosa de emisión comienza a concentrar su material.
2-3: Se concentran los materiales más pesados en el centro del disco y se dispersan a la superficie los gases más ligeros.
3-4: Comienza a formarse el Sol, quedando un pequeño porcentaje de objetos celestes orbitando alrededor. Estos últimos, con el tiempo, comienzan a ser atraídos por las fuerzas gravitatorias, formando agregaciones que posteriormente dan lugar a los planetas.

Hipótesis medular

Aciertos: Datos empíricos: se forman hace 5.000 millones de años. Composición química es razonable (los más ligeros primero). Los asteroides se explican como un conjunto de planetas.
Inconvenientes: Datos matemáticos no coinciden (porque era una hipótesis hasta 1990, cuando se envía el telescopio). Datos obtenidos por el telescopio Hubble (1990) sobre la formación de los planetas de otros sistemas planetarios no son concordantes con el nuestro. Puede ser que esta secuencia (1 > 5) no siga entre proceso.

Otros cuerpos celestes

Satélite: Un astro que orbita alrededor de un planeta.
Asteroide: Objetos de menor tamaño que no consiguen formar un planeta y quedan alrededor de los mismos.
Cometa: Es un objeto celeste común, núcleo sólido formado por agua y amoníaco. Orbitan alrededor del Sol. Cuando se desplazan, desprenden partículas de gas.
Meteorito: Son fragmentos de planetas, asteroides o satélites que atraviesan la atmósfera.