Cosmología Estelar: Origen, Evolución y Estructura de Galaxias y Cúmulos

Formación de las Primeras Estrellas

La formación de las primeras estrellas tuvo lugar a partir de los átomos de hidrógeno generados por el Big Bang. Las estrellas iniciales se formaron a partir de nubes de polvo y gas denominadas nebulosas que se encontraban a una temperatura muy baja.

Finalmente, las estrellas explotaron en forma de supernova, expandiendo sus elementos por todo el Universo.

El Ciclo de Vida Estelar

La secuencia principal de una estrella dura hasta que se agota el hidrógeno como combustible. A partir de este momento, la evolución de las estrellas depende de su masa inicial.

Evolución de Estrellas de Masa Baja (Similar al Sol)

Si la masa inicial de la estrella es similar a la del Sol, ocurre lo siguiente:

• Una vez consumido el hidrógeno, empieza a fusionar el helio, generando carbono, lo que expande la estrella y forma una gigante roja.
• Las capas exteriores de la estrella escapan a la atracción del núcleo, generando una nebulosa planetaria.
• El carbono que forma el centro de la estrella residual forma una enana blanca, hasta su total extinción.

Evolución de Estrellas Masivas (Mayor que el Sol)

Si la masa de la estrella es mayor que la del Sol, se denominan estrellas masivas.

• Estas estrellas evolucionan rápidamente al tener más combustible y su crecimiento es mucho mayor, generando una supergigante roja.
• Cuando se detienen las reacciones nucleares y las estrellas empiezan a comprimirse en su núcleo, se genera una enorme presión que da lugar a una supernova.
• Si la masa de la estrella inicial está entre 1,5 y 3 veces la masa del Sol, el núcleo residual forma una densa estrella de neutrones o púlsar.
• Si la masa de la estrella inicial supera 3 veces la del Sol, se formará un agujero negro con una gravedad inmensa que atrae y atrapa todo lo que tiene alrededor.

Los Cúmulos Estelares

Las estrellas aparecen en el Universo formando grupos o cúmulos, en los que se mantienen unidas por la gravedad.

Tipos de Cúmulos Estelares

Cúmulos globulares

Formados por una alta densidad de estrellas (miles o decenas de miles). Tienen forma de globo o enjambre y contienen estrellas a punto de extinguirse.

Cúmulos abiertos

Compuestos por una menor densidad de estrellas (decenas o centenas) y están formados por estrellas jóvenes.

Las Galaxias

Las galaxias son acumulaciones de gas, polvo y miles de millones de estrellas, unidas por la acción gravitatoria.

Clasificación Morfológica de las Galaxias

Elípticas

Tienen forma redondeada.

Espírales Regulares

Los brazos salen directamente del centro de la galaxia.

Espírales Barradas

Poseen una banda de estrellas que cruza la galaxia, de cuyos extremos parten los brazos.

Irregulares

Las estrellas y el polvo interestelar se encuentran distribuidos de forma aleatoria.

La Vía Láctea: Nuestra Galaxia

La Vía Láctea es la galaxia a la que pertenece nuestra estrella, el Sol, y todo su sistema planetario, incluyendo la Tierra. Es de tipo espiral barrada, con forma de disco casi plano, formado por 4 brazos: dos principales conectados a la barra central y dos secundarios, situados entre los principales.

Estructura de la Vía Láctea

Brazos

En ellos se localizan las estrellas más jóvenes (azules y blancas) y gran cantidad de nebulosas.

Bulbo

Es la zona central de la galaxia, formada por un agujero negro supermasivo llamado Sagitario A*. Cerca del centro están las estrellas más antiguas (rojas y amarillas).

Halo

Es la parte externa de la galaxia, que envuelve el bulbo y el disco. Está formado por cúmulos globulares, así como por materia oscura.

Disco

Es la zona que rodea el bulbo y contiene los brazos en espiral.