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Elementos del universo

Los cuerpos que constituyen el universo

Durante el proceso de expansión y enfriamiento del universo aparecieron distintas clases de cuerpos celestes como las estrellas, las galaxias, las nebulosas, los agujeros negros, los cuásares, los planetas y los satélites o lunas.

El universo está conformado por un sin fin de cuerpos, algunos de los cuales nos resultan conocidos y, aparentemente, cercanos, como es el caso de los planetas y de sus satélites, de los meteoros y de los asteroides.

A lo largo de la historia, los astrónomos se han dedicado a estudiar la composición del universo y como funciona, y aunque aún hace falta mucho por descubrir ya se tienen algunos conocimientos. Actualmente los grandes avances de los astrónomos, con la ayuda de instrumentos como los telescopios, nos permiten saber que en el universo se encuentran muchos elementos como los señalados a continuación:

Las estrellas

Las estrellas son cuerpos celestes conformados por dos elementos, el helio y el hidrógeno, que funcionan como combustible, liberando altas cantidades de energía en forma de luz y calor. Las estrellas varían según su edad, su tamaño y el color de la luz que emiten.

Cúmulos de estrellas

Las estrellas no nacen de manera aislada, sino formando grupos o cúmulos. Los abiertos son cúmulos sin forma definida y son como "guarderias" con cientos o miles de estrellas jóvenes, como el M11 que tiene 2900. En cambio, los globulares como el Cúmulo de Hércules tienen forma esférica y contienen cientos de miles de millones de estrellas más viejas.

Durante su existencia, las estrellas agotan su combustible, comienzan a enfriarse, a cambiar su color de blanco a rojo y a expandir su tamaño. Al final de su vida, y dependiendo de su masa inicial, las estrellas pueden convertirse en un astro muy pequeño llamado enana blanca, pueden explotar generando lo que se conoce como novas o supernovas, o pueden convertirse en agujeros negros.

Proceso de formación de las estrellas.

La estrella más conocida para nosotros es el Sol. Las estrellas aparentemente se encuentran estáticas, pero en realidad recorren grandes distancias. Debido a que están muy alejadas de la Tierra, su movimiento no se puede percibir a simple vista y durante un período corto de tiempo.

Pero, ¿cómo se forma una estrella? Una estrella se forma dentro de nubes gigantes de gases y polvo. Una parte de la nube se recoge sobre sí misma y forma la estrella, que al comienzo es fría. Poco a poco la estrella se contrae debido a la fuerza de la gravedad y se calienta. Su centro se pone tan caliente que la estrella comienza a producir luz y calor de la misma manera que nuestro Sol.

Las constelaciones

En las noches estrelladas, el cielo parece una masa desordenada de estrellas. Sin embargo, si unimos con líneas imaginarias aquellas estrellas que son más notorias, se forman algunas figuras que se conocen con el nombre de constelaciones.

Localización de Casiopea, Perseo y Andromeda.

Hay cerca de 6000 estrellas observables a simple vista -3000 en cada hemisferio- y se agrupan en 88 constelaciones. Algunas de ellas, como Orión y la Osa Mayor, son fáciles de localizar, mientras que otras, por ser pequeñas y de escasa luminosidad, no pueden ser observadas a simple vista. También, al observar una noche estrellada, llama la atención una cantidad de estrellas imposibles de contar. Pues bien, esas estrellas son pocas en comparación con los cientos de miles de estrellas que se unen para conformar una galaxia.

Las galaxias

Son conjuntos de cuerpos celestes entre los que encontramos estrellas, planetas, satélites, asteroides, meteoritos y nebulosas. Una galaxia puede contener más de un centenar de miles de millones de estrellas, y hasta el presente han sido descubiertas más de 70 millones de estas agrupaciones, número que aumenta a medida que se perfeccionan los sistemas de observación astronómica. Una galaxia es, entonces, un inmenso conjunto de estrellas que giran alrededor de un centro común, a causa de la fuerza de gravedad. Se calcula que una galaxia puede albergar aproximadamente 400 mil millones de estrellas. Son los cuerpos más grandes que existen en el universo y, según su forma, se clasifican en:

Galaxias irregulares: Son consideradas las galaxias jóvenes o en proceso de formación. Se caracterizan por no tener un núcleo o centro delimitado y, por lo tanto, no tienen una forma particular.

 Galaxias irregulares.

Galaxias espirales: Son las que tienen un núcleo del cual nacen sus brazos o espiras. Deben su nombre a los brazos luminosos que se prolongan desde el núcleo. Contienen gas, polvo y estrellas jóvenes.

 Galaxia espiral.

Galaxias espirales de barra: Son aquellas que, aunque tienen casi la misma forma que las galaxias espirales, su núcleo está atravesado por una especie de barra de la que nacen sus brazos o espiras.

 Galaxia espiral barrada NGC 1300.

Galaxias elípticas: Son galaxias cuyo núcleo está conformado por estrellas viejas, por lo que se les considera las galaxias más antiguas. Actualmente, se cree que surgen de un choque entre galaxias menores.

Galaxia elíptica Andrómeda situada a 2,6 millones de años luz.

Galaxias lenticulares: Son las que se encuentran en proceso de transformación a galaxias elípticas y tienen núcleo pero no espiras. Tienen forma de disco y consumen parte de su materia interestelar.

 Galaxia lenticular NGC 5866.

La Vía Láctea

La galaxia donde se encuentra el planeta Tierra se denomina la vía láctea. Tiene forma de lente y apariencia de una gigantesca mancha de leche en el espacio, de ahí su nombre. Los primeros que descubrieron esta formafueron los romanos; en ella están el Sol y su sistema solar. Posee un espesor de 15 mil a 20 mil años luz, un radio de 50 mil años luz, gira sobre su propio eje, con sentido a las manecillas del reloj, arrastrando los brazos que forman un espiral. Se calcula que el sistema solar se demora unos 300 millones de años luz en dar una vuelta. Se mueve a una velocidad de 270 kilómetros por segundo.

Las nebulosas

Son nubes compuestas por polvo cósmico y gases como el hidrógeno y el helio de baja densidad que pueden verse dispersas por el espacio. Cuando son lo suficientemente densas, se atraen entre sí por la fuerza de la gravedad y van formando nuevas estrellas. Un ejemplo es la nebulosa de Orión. Por su cercanía a las estrellas, las nebulosas se dividen en dos clases: nebulosas oscuras y nebulosas por emisión. Las nebulosas oscuras se encuentran alejadas de las estrellas y, por lo tanto, no emiten ninguna luz o brillo; las nebulosas por emisión, al estar cercanas a alguna estrella, emiten un brillo propio.

 Nebulosa de la Hélice o NGC 7293.

Los agujeros negros

El espacio no ha dejado ni dejará de darnos sorpresas, porque cada vez ofrece nuevos misterios a la mente humana. Este es el caso de los agujeros negros, de los cuales, aunque se ha hablado desde las primeras décadas del siglo XX, siguen causando admiración e intriga en el mundo de la ciencia.

Un agujero negro es una región del espacio que tiene una gran concentración de materia y una fuerza de gravedad tan poderosa que impide que la luz salga de él, por lo tanto es invisible. El agujero negro tiene, un ilimitado poder de atracción de los cuerpos hacia sí. Tienen un papel fundamental en la formación de las galaxias, ya que son su centro. Cuando una estrella muy masiva como una supernova muere, su núcleo colapsa sobre si mismo compactándose en un punto infinitamente denso y pequeño. Esto es un agujero negro. Cuando una supernova muere y su núcleo no es tan grande como para formar un agujero negro, se convierte en una estrella de neutrones. Algunas de ellas se llaman púlsares porque rotan muy rápido sobre su eje y los dos polos de su campo magnético emiten o pulsan rayos electromagnéticos, a intervalos regulares, como las luces que emiten los faros costeros. 

 Agujero negro.

Imagina que la velocidad con que un objeto que sueltas en el aire cae al suelo se multiplica por 300.000, y tendrás la velocidad de atracción de un agujero negro; es decir, más o menos 300.000 kilómetros por segundo. La primera vez que se tuvo constancia real de un agujero negro fue en 1971, desde el Observatorio Orbital de Uhuru.

Según Stephen Hawking en su libro Agujeros negros y la historia del tiempo, el origen de los agujeros se da después de la extinción o pérdida total de energía de una estrella de gran masa. Después de varios miles de millones de años, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre sí misma, originando una masa y convirtiéndose en una estrella enana blanca. Dicho proceso prosigue hasta el colapso del astro por la autoatracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro.

Los cuásares

Son objetos similares a los agujeros negros. Al igual que ellos, los cuásares tienen una extraordinaria fuerza de atracción pero en lugar de absorber todo lo que encuentran a su paso, expulsan grandes cantidades de energía. Aunque se sabe que existen, todavía no se ha logrado una observación precisa y clara.

Estructura de Cuásares.

Pulsares

También son focos de emisión y radiación pero en forma intermitente. Están constituidas por densas masas de neutrones provenientes de la desintegración de los átomos de una estrella de gran intensidad.

Los planetas

La palabra planeta proviene del vocablo griego planétes que significa vagabundo o errante, es decir, que siempre está en movimiento. Son cuerpos celestes que giran alrededor de una estrella. No emiten luz propia y poseen una masa gaseosa o sólida, que les permite tener una gravedad suficiente para adoptar una forma esférica. Su órbita o trayectoria alrededor de la estrella no contiene residuos cósmicos como asteroides o pequeñas nebulosas. Estas órbitas son elípticas, giran alrededor de la estrella y sobre su propio eje.

Planetas del sistema solar.

Los satélites o lunas

Son cuerpos celestes que giran en una órbita alrededor de un planeta determinado. Se forman con el mismo tipo de partículas que lo planetas o con residuos que resultan de choques entre los planetas y otros cuerpos del espacio como los meteoros. Los satélites son en su mayoría, de forma esférica. Todos los planetas, a excepción de Mercurio y Venus, tienen mínimo uno, incluso a Júpiter se le conocen más de 60 satélites.

Asteroides

Son pequeños astros no esféricos como los planetas sino de forma irregular, compuestos de roca y metal que gravitan alrededor del Sol. Se calculan en unos 30 mil. El más grande se llama Ceres, fue descubierto el 1 de enero de 1801 por Giuseppe Piazzi (1746-1826), sacerdote católico y educador, y tiene cerca de 1000 Km de diámetro. Posee casi la tercera parte de toda la masa del cinturón de asteroides, el cual se ubica entre Marte y Júpiter.

Cometas

Los cometas, al igual que los asteroides, orbitan alrededor del Sol, pero se diferencian de estos porque en lugar de roca y metal están compuestos por hielo y polvo. Cuando se aproximan al Sol, el hielo se funde desplegando una cola de millones de kilómetros que el viento solar empuja hacia atrás y puede ser visible.

Meteoritos

Son fragmentos de asteroides o cometas que logran ingresar e impactar sobre la Tierra. Se deben diferenciar de los meteoroides, que son los fragmentos que intentaron ingresar al planeta, pero fueron desintegrados por la atmósfera y no lograron impactar. Algunos de gran tamaño han caído en la Tierra en el pasado, como el que se cree que extinguió a los dinosaurios. Son metalicos o rocosos, giran alrededor del Sol, pueden ser interceptados por la órbita terrestre.

 Meteoritos.

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