Clasificando galaxias I: Morfología

Nuevas estimaciones sugieren que el Universo está compuesto por 2 billones de galaxias. Así, en nuestro afán por alcanzar un completo conocimiento de TODO el Universo que nos rodea, una clasificación de galaxias es una necesidad.

Figura 1: Mosaico de morfologías representativas de galaxias de 

nuestra vecindad. Primera fila: NGC4278 y NGC3377 (elípticas) 

y NGC5866 (lenticular). Segunda  fila: NGC175 (espiral barrada, 

SBa), NGC6814 (espiral de cara, Sb) y NGC4565 (espiral vista 

de perfil). Tercera fila: NGC5364 (espiral, Sc), Ho II (irregular) y 

NGC520 (sistema en interacción). Fuente: Digitized Sky Survey.

Sin embargo, y llegados a este punto, debemos decidir en base a qué realizar esta clasificación. En otras entradas veremos que podemos clasificar galaxias en base a aspectos físicos como su luminosidad (cantidad de luz que emiten), su color, su masa, su capacidad actual para formar estrellas, etc. Sin embargo, la clasificación más sencilla que podemos realizar es basándonos en su morfología (ver figura 1). Sin embargo, aunque esta clasificación sea puramente morfológica, las galaxias no presentan las formas que presentan por casualidad. Estas formas son consecuencia de unas características físicas determinadas.

Edwin Hubble publicó la primera clasificación morfológica de galaxias en el año 1936 en su libro titulado "The realm of the nebulae". En este libro, Hubble resumía todo el conocimiento que hasta la época se conocía de las galaxias (incluyendo su descubrimiento). A esta primera clasificación de galaxias (ver figura 2) se le conoce comúnmente con el nombre de "diapasón de Hubble". Como es de esperar, esta clasificación es válida para galaxias cercanas, para aquellos sistemas brillantes de los que, allá por los años 20 del siglo pasado, se podían obtener imágenes de la suficiente calidad como para discernir detalles morfológicos.

De esta manera, las galaxias del Universo Local pueden ser clasificadas en estas cuatro categorías:

• Galaxias elípticas (E): Presentan formas suaves, con formas redondeadas o en forma de balón de rugby. Las galaxias elípticas están formadas por estrellas fundamentalmente viejas moviéndose de manera algo aleatoria. La ausencia de gas y polvo frío impide que en ellas se formen nuevas estrellas.
• Galaxias espirales (S): Tienen dos componentes morfológicos fundamentales, un disco aplanado y un bulbo+halo (componente esferoidal). Esta componente esferoidal presenta las características morfológicas y físicas de las galaxias elípticas. Por el contrario, el disco es rico en polvo y gas frío y, por lo tanto, la formación estelar en él es importante y se concentra especialmente en sus característicos brazos espirales. Las estrellas (fundamentalmente jóvenes) en los discos de las galaxias espirales se encuentran en rotación ordenada. Algunas de estas galaxias presentan una estructura alargada en el centro (barra) que da lugar a las dos ramas que podemos ver en el "diapasón de Hubble".

Figura 2: Secuencia de galaxias propuesta por Hubble en su libro "The realm of the nebulaae".

• Galaxias lenticulares (S0): Las galaxias conocidas hasta la época permitían una transición suave tanto a través de la parte izquierda (E) como de la derecha (S). Sin embargo, la transición E-S no era tal. De esta manera, Hubble las unió mediante una hipotética clase de galaxias con propiedades intermedias que denominó "lenticulares" porque deberían tener una forma similar a una lente. Hoy día sabemos que sí existe una familia (muy común de hecho) de galaxias que presentan una componente esferoidal (bulbo+halo) muy importante así como un disco que no presenta ni gas, ni polvo, ni formación estelar, ni estructura espiral (propiedades intermedias entre elípticas y espirales).
• Galaxias irregulares: La clasificación original de Hubble no incluía esta clase de galaxias sin regularidad en su forma, que fue añadida posteriormente. Estos sistemas están dominados por estrellas jóvenes, gas y  polvo, por lo que la formación estelar en ellos es importante.

Hubble entendía este diagrama como una evolución temporal. Los astrónomos de la época pensaban que las galaxias nacían E0 y que poco a poco se iban aplanando y desarrollando estructura espiral hasta acabar en las bellas Sd. Por ello, en la actualidad se conoce a las galaxias elípticas también como "galaxias tempranas" y a las espirales, "galaxias tardías". Sin embargo, actualmente sabemos que la evolución galáctica es mucho más complicada y que esta secuencia propuesta por Hubble no tiene nada que ver con cómo las galaxias evolucionan con el tiempo. En próximas entradas ahondaremos en este tema.

Hoy día, gracias a mejoras en la instrumentación, hemos sido capaces de obtener imágenes de gran calidad de galaxias que se encuentran a grandes distancias de nosotros (es decir, en sus primeras etapas de evolución), sugiriendo que en el Universo temprano las galaxias eran fundamentalmente irregulares. De la misma manera, hemos sido capaces de detectar sistemas poco masivos (galaxias enanas) así como los sistemas más débiles (dominados por materia oscura) hasta hoy conocidos (galaxias Ultra difusas). Os animo a seguir leyendo el blog para descubrir más sobre estos objetos.

Más información en:
1- "The Realm of the Nebulae", Edwin Hubble, 1936.
2- "Galactic Astronomy", James Binney y Michael Merrifield.
3- "Galaxy formation and evolution", Houjun Mo, Frank van den Bosch y Simon White.
4- " The cosmic perspective", Bennett, Donahue, Schneider y Voit.