Les estrelles viuen agrupades en galàxies. Una galàxia és un grup de milions i milions d’estrelles que giren al voltant d’un centre comú (el centre galàctic). Però a més, a les galàxies hi trobem altres objectes astronòmics: hi ha núvols de gas i de pols, les nebuloses, gràcies a les quals van naixent estrelles contínuament; hi ha agrupacions d’estrelles, els cúmuls globulars, formats típicament per un milió d’estrelles, que són els objectes més antics de la galàxia; hi ha un medi interestel·lar, format per gas i pols molt diluït, que omple tot l’espai de la galàxia; i hi ha un nucli molt compacte format per un forat negre supermassiu, amb una massa de milions de vegades la massa del Sol.
Tipus de galàxies
Hi ha diferents tipus de galàxies, segons la seva forma i les seves característiques principals. Les més conegudes són les galàxies espirals, però també hi ha galàxies el·líptiques, galàxies lenticulars i galàxies irregulars; i dins de cada tipus hi ha subtipus amb diferents particularitats.
Les galàxies el·líptiques acostumen a ser molt grosses i massives, amb unes masses entre 100 milions i 10 bilions de vegades la massa del Sol (es tracta de les galàxies més massives de l’Univers). Com el seu nom indica tenen forma el·líptica, però pot variar molt, perquè algunes són molt allargades i altres són molt esfèriques. Acostumen a tenir estrelles velles, amb una proporció elevada de gegants vermelles; no tenen gaire gas i per tant molt poca activitat de formació estel·lar.
Galàxia el·líptica
Les galàxies espirals estan formades per un nucli força compacte i esfèric, i un disc on hi apareix l’estructura espiral. A més, envoltant tot el disc hi ha un halo poc dens.
El nucli i l’halo estan formats per estrelles velles i vermelloses, molt semblant a les galàxies el·líptiques; en canvi en els braços espirals del disc les estrelles són joves i brillants, i hi ha gas i moltes nebuloses amb formació estel·lar. L’halo també és ple de cúmuls globulars, agrupacions de més o menys un milió d’estrelles, que es van formar amb la pròpia formació de la galàxia, i serien les estrelles més velles que existeixen. Aquests cúmuls globulars es distribueixen amb una simetria esfèrica al voltant del nucli de la galàxia.
Hi ha dos tipus de galàxies espirals: les espirals normals, en les quals els braços surten directament del nucli; i les espirals barrades, en les quals els braços surten dels extrems d’una barra que travessa el nucli. Sembla ser que tant els braços espirals com la barra central serien estats transitoris de la galàxia.
Galàxia espiral
Les galàxies lenticulars tenen propietats entremig de les el·líptiques i les espirals, ja que tenen un nucli i un disc com les espirals, però sense l’estructura dels braços. El seu nucli és més important, respecte del disc, que en el cas de les espirals: representa el 50% de la mida total. La població estel·lar, no obstant, és similar a la de les el·líptiques: estrelles velles, gegants vermelles. El seu color, doncs, és vermellós. No tenen gaire gas.
Les galàxies irregulars són aquelles que no tenen cap estructura ni forma definida, no tenen ni un nucli definit i presenten un aspecte caòtic. Estan formades per estrelles joves i el gas interestel·lar és abundant: entre el 10% i el 20% del total.
Galàxia irregular
La Via Làctia
La nostra galàxia, la Via Làctia, ens apareix en el cel com una franja blanquinosa que travessa el firmament. Creiem que es tracta d’una típica galàxia espiral, tot i que no l’hem vist mai des de fora. No està clar si es tracta d’una galàxia espiral amb quatre braços o d’una galàxia espiral barrada amb dos braços.
Esquema de la Via Làctia
El seu disc té un diàmetre d’uns 100 mil anys llum i un gruix d’uns 10 mil anys llum. El Sol es troba en un dels braços espirals a uns 30 mil anys llum del centre galàctic, i triga uns 240 milions d’anys a fer una volta sencera al voltant de La Galàxia (tot i que es mou a uns 220 km/s).
Sembla ser que és una galàxia bastant massiva, i està formada entre 200 mil milions i 400 mil milions d’estrelles.
Com totes les galàxies espirals té un nucli al centre, molt difícil de veure i estudiar des de la Terra, degut a la gran quantitat de pols que hi ha en el disc galàctic. És per això que el nucli s’ha d’estudiar amb llum infraroja que pot travessar la pols i arribar fins al nucli. Gràcies a aquestes tècniques s’han estudiat les estrelles més properes al nucli i s’ha vist que hi ha un forat negre supermassiu, amb una massa d’uns 4 milions de masses solars.
Les galàxies actives
Les galàxies de les quals hem parlat fins ara són les galàxies “normals”. Hi ha però un altre tipus de galàxies a les que anomenem galàxies actives perquè el seu nucli emet molta energia en forma de radiació. Segons quin tipus de radiació es detecta històricament s’han anomenat Quasars, blazars, radiogalàxies o galàxies Seyfert.
Com hem dit abans, gairebé totes les galàxies tenen al seu centre un forat negre supermassiu. En galàxies com la Via Làctia aquest forat negre està inactiu, no s’està empassant matèria del seu voltant per la senzilla raó que ja se la va empassar tota quan es va anar formant, en una etapa inicial de la galàxia. Ara ja no li queda matèria a prop per empassar-se. Ara bé, hi ha galàxies joves que el seu forat negre es troba en ple procés d’absorció de matèria i això provoca que siguin molt actives.
Dibuix d’una galàxia activa
Quan un forat negre supermassiu s’empassa matèria, aquesta matèria forma un disc al voltant del forat negre i va caient en forma d’espiral. Tot aquest sistema produeix un intens camp magnètic que expulsa partícules carregades en dos xorros molt dirigits. Aquestes partícules carregades emeten radiació electromagnètica (raigs X, raigs gamma, ones de ràdio etc.) que podem observar. Segons sigui l’angle en què s’observa aquesta radiació, històricament s’ha parlat d’un quàsar, d’un blazar, d’una radiogalàxia o d’una galàxia Seyfert, encara que ara sabem que es tracta del mateix tipus de fenomen.