Astrofísica

¿Qué hace que las galaxias peculiares sean tan… peculiares?

Los astrónomos han visto muchas galaxias en todo el universo, la mayoría de las cuales se pueden categorizar, ¡pero también han descubierto algunas galaxias inusuales en el camino!

A mediados de la década de 1920, Edwin Hubble, mientras observaba una serie de objetos llamados nebulosas, se dio cuenta de que la mayoría de ellos tenían estrellas y estaban fuera de nuestra galaxia. Desde entonces, la gente ha hecho un gran progreso en la comprensión de los diferentes tipos de galaxias que existen y cómo evolucionan.

Aunque la búsqueda de galaxias ha estado ocurriendo durante muchos años, los astrónomos han categorizado ciertos tipos de galaxias como galaxias «especiales».

Si alguien te pregunta qué son las galaxias y tienes experiencia en astronomía, lo más probable es que evoques una imagen mental de un disco lleno de gas y estrellas.

Entonces, ¿qué tienen de especial las extrañas galaxias que les han valido su propia categoría? Además, ¿por qué fue etiquetado como «específico»?

Antes de adentrarnos en el mundo de las galaxias extrañas, sería interesante repasar primero los diferentes tipos de galaxias. Esto debería ayudarnos a comprender el significado de las galaxias peculiares.

Juego en línea Hubble Secuencia

Las galaxias generalmente se clasifican utilizando un sistema llamado clasificación de Hubble o secuencia de Hubble. En este, las galaxias regulares se clasifican en función de sus formas: elípticas, lenticulares, espirales e irregulares.

Las galaxias elípticas parecen suaves y sin rasgos distintivos y tienen una forma elíptica. Las galaxias espirales son planas y las estrellas están distribuidas de una manera que las hace espirales. Las galaxias espirales a veces tienen una estructura en forma de barra en su centro; tales espirales se llaman galaxias espirales barradas.

Las galaxias lenticulares son galaxias que tienen una estructura similar a una lente. Estos consisten en un disco alargado que rodea un bulto en el medio. Las galaxias lenticulares a veces tienen un objeto en forma de barra en su centro. Se llaman lenticulares barrados. En la secuencia de Hubble, los lenticulares se designan como S0 y los lenticulares barrados se designan como SB0.

Finalmente, las galaxias son irregulares. Las galaxias irregulares son aquellas que no tienen una forma reconocible y suelen ser de tamaño muy pequeño en comparación con otras galaxias.

Ahora, ¿qué pasa con las galaxias peculiares? Se podría decir que las galaxias que no encajan en ninguna de las categorías de la secuencia de Hubble podrían ser una de esas galaxias. Sin embargo, también parece que la secuencia de Hubble cubrió todas las posibles configuraciones y formas de las galaxias.

Determinación de galaxias peculiares

Resulta que hubo algunas excepciones. Cuando Halton Arp, un astrónomo estadounidense mejor conocido por su trabajo sobre galaxias extrañas e interactuantes, estaba tratando de comprender las galaxias con brazos espirales, terminó creando una lista de galaxias que no encajaba del todo en la secuencia de Hubble. A esto se le llamó el Atlas de las Galaxias Peculiares.

Arp enumera en su atlas y proporciona fotografías de unas 330 galaxias que encontró extrañas. Luego dividió estas galaxias en cuatro grupos principales, según sus características, junto con un quinto grupo que contenía seis galaxias, a las que denominó Misceláneas. Según Arp, estas características pueden aparecer como distorsiones en las morfologías observadas de tales galaxias.

Arp continuó estudiando los cielos para recopilar más información sobre los brazos espirales y comprender más sobre las extrañas galaxias. Él y Barry Madore publicaron otra lista en 1977 que contenía 25 categorías de tales galaxias. Entre las categorías se encontraban dobles interactuantes (dos galaxias interactuando entre sí), triples interactuando (tres galaxias interactuando), galaxias con un jet, etc.

Usando observaciones del telescopio espacial Hubble, algunos astrónomos informaron que el porcentaje de galaxias extrañas fue mucho mayor durante mucho más tiempo, pero la interpretación de lo que eran era subjetiva y variaba de un astrónomo a otro. Por lo tanto, era necesario desarrollar una definición objetiva para tales galaxias.

En 1996, A. Naim y O. Lahav intentaron presentar algunos parámetros para lo que podría ser una extraña galaxia. En su estudio, señalaron el carácter subjetivo de las clasificaciones en función de sus características.

Naim y Lahav mencionaron que los rasgos pueden ser leves o fuertes. Lo encontraron estudiando los datos del atlas de Arp. Puede haber pequeños cambios en los patrones que normalmente vemos en las galaxias como características de luz. Mientras tanto, puede haber desviaciones significativas y grandes en las características fuertes, y las galaxias parecen muy diferentes de lo que vemos de otra manera.

Sin embargo, señalaron que estas definiciones a menudo pueden generar confusión, ya que dependen de observadores individuales. Además, hay una gran cantidad de imágenes de galaxias, lo que hace que la clasificación visual sea menos factible. Intentaron desarrollar una definición más sólida que utiliza parámetros cuantitativos que podrían describir especificidades.

Intentos de cuantificar las especificidades

Uno de los métodos cuantitativos que propusieron se denominó comparación de plantillas. Aquí, compararon las imágenes de galaxias peculiares con varias galaxias modelo. Estas galaxias plantilla tenían una clasificación obvia en la secuencia de Hubble. La diferencia entre las imágenes de las galaxias peculiares y las plantillas podría cuantificarse, dando la cantidad de peculiaridades.

Otra forma es medir el índice de concentración de luz y el índice de asimetría. La diferencia entre los valores de estas cantidades para galaxias normales y extrañas nos puede dar la magnitud de las peculiaridades. En ambos casos, vemos que se trata de comparaciones con galaxias normales.

Naim y Lahav intentaron cuantificar el grado de peculiaridad en su estudio de 1996, pero una de sus principales conclusiones fue que tales características suelen surgir como asimetrías e irregularidades. Estos pueden ser fuertes en algunas galaxias, pero muy notables en otras. La línea entre galaxias ordinarias y peculiares no es nítida, y la magnitud de la desviación es tan fundamental como las propias desviaciones.

Lior Shamir y John Wallin hicieron otro intento hacia una descripción cuantitativa en 2014. Aquí, usaron los datos obtenidos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) y desarrollaron un algoritmo que podría detectar galaxias peculiares automáticamente.

El algoritmo no pudo distinguir entre el ruido de fondo y las galaxias reales. Además, algunas de las galaxias detectadas por el algoritmo no presentaban ninguna peculiaridad. A pesar de ello, identificó correctamente alrededor de 500 candidatas a galaxias extrañas, que luego fueron agrupadas en función de su morfología.

Los grupos incluyen pares distorsionados por las mareas (debido a la influencia gravitacional), galaxias anulares en colisión, galaxias azules con morfologías inusuales, galaxias con fuentes puntuales incrustadas, galaxias de canto y características lineales.

También hubo una discusión sobre las conexiones entre las galaxias peculiares y los núcleos galácticos activos (AGN). Los AGN son galaxias cuyos centros son mucho más brillantes que el resto de la galaxia. Aunque sondeos anteriores no fueron muy claros al respecto, sondeos recientes y el Telescopio Espacial Hubble muestran que las galaxias extrañas tienden a tener núcleos más activos.

Otras propiedades de las galaxias peculiares

Varios estudios y observaciones sugieren que la formación estelar en galaxias extrañas es más atípica que en galaxias normales. Un estudio mostró que tales tasas anómalas de formación estelar son el resultado de galaxias que interactúan o chocan entre sí.

En general, el entorno de las galaxias peculiares es bastante violento. Dado que estas galaxias pueden expulsar chorros de materia o interactuar con otras galaxias, sus propiedades, especialmente sus morfologías, cambiarán drásticamente. Estos cambios aparecen como desviaciones de lo que normalmente observamos, convirtiéndola en una galaxia extraña.

Con tanta interacción dinámica y empujando y tirando de gas y materia en galaxias extrañas, una consecuencia suele ser una mayor tasa de formación de estrellas. Otro efecto de las galaxias que interactúan entre sí es el aumento de la actividad nuclear.

Conclusión

En vista de los puntos anteriores, está claro que existen diferencias entre las galaxias extrañas y las estrellas ordinarias. Aunque la cantidad de distorsión se determina en función de la intuición y del observador, existe un acuerdo general sobre lo que constituye una galaxia extraña: galaxias en interacción, galaxias con chorros ópticos, galaxias fusionadas, etc.

Por lo tanto, es seguro decir que las galaxias tienen características peculiares. Comprender su formación y propiedades características nos dará mucha información sobre la evolución de tales cosas. Sugiere que diferentes galaxias se formaron de maneras específicas. ¡Este Universo es verdaderamente notable por su diversidad de galaxias y todos los demás objetos celestes que hemos descubierto hasta ahora!

Cristy

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