?Qu¨¦ hay entre las estrellas de una galaxia?

Para un habitante de la Tierra, a simple vista, nuestra galaxia se manifiesta como una tenue franja de luz difusa que atraviesa el cielo nocturno. El nombre que le dieron en la antigua civilizaci¨®n griega y que todav¨ªa conservamos, V¨ªa L¨¢ctea, se refiere a su apariencia: una ¡°zona blanca como la leche¡± como la describi¨® Claudio Ptolomeo (c. 90 - 170 e.c.). Era sencilla de ver, y digo era, porque ahora solo es posible apreciarla desde los pocos lugares privilegiados que quedan con acceso a un cielo oscuro.

Con el tiempo y unos cuantos telescopios, hemos aprendido que esa franja de luz en realidad es una concentraci¨®n de estrellas que tiene forma de disco delgado con un radio de unos 97.200 a?os luz y un espesor de m¨¢s o menos 2.000 a?os luz. Por eso est¨¢ clasificada como una galaxia de disco, es much¨ªsimo m¨¢s grande en una direcci¨®n que en la perpendicular, muy parecido a un disco de vinilo, un factor 100 entre di¨¢metro y espesor. El Sol reside en ese disco gal¨¢ctico, unos 50 a?os luz por encima del plano medio y a 27.700 a?os luz del centro.

En el centro de la galaxia habita un agujero negro supermasivo llamado Sagitario A* y todas las estrellas de la V¨ªa L¨¢ctea giran, con ¨®rbitas casi circulares, en ese disco con una velocidad de rotaci¨®n que depende de su distancia al centro. La velocidad de rotaci¨®n en la posici¨®n del Sol es de unos 220 kil¨®metros por segundo. Eso significa que nuestra estrella tarda 240 millones de a?os en completar una ¨®rbita en torno a la galaxia y que desde su nacimiento apenas ha tenido tiempo de darle 19 vueltas.

A pesar de que las estrellas son las m¨¢s famosas, la verdadera forma de nuestra galaxia no la conocemos por los astros, sino por las observaciones del gas que se encuentra entre ellas. Es el elemento m¨¢s sencillo, el hidr¨®geno en su estado neutro y su l¨ªnea a 21,1 cent¨ªmetros, lo que nos muestra con radiotelescopios que la V¨ªa L¨¢ctea posee una estructura en espiral, similar a la que se observa en numerosas galaxias externas. Aunque de los detalles de su forma siempre estamos aprendiendo, sobre todo porque es muy dif¨ªcil determinar la estructura de algo cuando se est¨¢ dentro. Imagina, por ejemplo, hacer un mapa de tu ciudad sin tener la posibilidad de salir de casa para hacer un trazado de las calles. Pues ese es el trabajo de una persona dedicada a esta especialidad de la astronom¨ªa.

Una galaxia, por tanto, es un sistema muy complejo, no es un simple agregado de estrellas unidas por la gravedad; existe entre ellas una reserva com¨²n de gas y energ¨ªa que conocemos como medio interestelar. Y ahora no nos llevemos a enga?os, el medio interestelar no es un mero espacio difuso que llena los huecos entre estrellas. Se podr¨ªa decir que es uno de los componentes m¨¢s importantes que tiene una galaxia, y a pesar de que su densidad es baj¨ªsima si la comparamos con la del aire que respiramos, controla la mayor parte de sus propiedades. Sin ¨¦l no habr¨ªa estrellas.

Pero, ?de qu¨¦ est¨¢ hecho el medio interestelar? Pues sobre todo de gas en todas sus fases (ionizado, at¨®mico y molecular), polvo (diminutas part¨ªculas s¨®lidas), part¨ªculas de alta energ¨ªa y campos magn¨¦ticos y se encuentra en intercambio continuo de materia y energ¨ªa con las estrellas y el potencial gravitatorio de la galaxia. Es altamente heterog¨¦neo y muy din¨¢mico.

Sin ir m¨¢s lejos, en las proximidades de la burbuja que habitamos, en la vecindad solar existen cinco fases de gas interestelar que es sobre todo hidr¨®geno. Por un lado, est¨¢n las nubes de mol¨¦culas densas fr¨ªas (a temperaturas entre -253 y -263 grados); estos son los lugares donde se forman las estrellas. Luego tenemos el gas at¨®mico (a -173 grados) que es casi transparente a la luz estelar de fondo, excepto en una serie de energ¨ªas espec¨ªficas que dan lugar a las huellas en forma de l¨ªneas de absorci¨®n que nos permite detectarlo. La presencia de estrellas cercanas o part¨ªculas de alta energ¨ªa pueden arrancar los electrones a los ¨¢tomos y darnos otros dos componentes de gas, el medio ionizado templado (a 10.000 grados) y el medio ionizado caliente que puede decirse que es como un ba?o mar¨ªa gal¨¢ctico a millones de grados que lo rodea todo y que est¨¢ alimentado por la energ¨ªa brutal que suponen las explosiones de supernova.

Todo el medio interestelar adem¨¢s est¨¢ aderezado con campos magn¨¦ticos, part¨ªculas de alta energ¨ªa y las part¨ªculas s¨®lidas que llamamos polvo. Y si esto ya de por s¨ª no fuera lo suficientemente complicado, para poder determinar la estructura de cada uno de sus componentes necesitamos observaciones que cubran diferentes rangos de energ¨ªa: la l¨ªnea de 21 cent¨ªmetros del hidr¨®geno y las nubes moleculares, fr¨ªas se observan en radio; el medio caliente en rayos X o el ¨®ptico y para el polvo y el gas molecular necesitamos tambi¨¦n del infrarrojo.

Adem¨¢s, una galaxia no es un sistema cerrado, habita en un entorno de c¨²mulos y superc¨²mulos. Hemos determinado que para mantener el ritmo de formaci¨®n de estrellas desde su formaci¨®n, la V¨ªa L¨¢ctea ha tenido que recibir combustible fresco casi de manera continua. Y parece ser que lo ha podido obtener en forma de nubes de alta velocidad identificadas por primera vez en la emisi¨®n de hidr¨®geno at¨®mico a partir de la l¨ªnea de 21 cent¨ªmetros a velocidades an¨®malas (no gal¨¢cticas). Parte de ese gas tiene su origen en galaxias sat¨¦lite, pero parte es antiguo material del disco que ¡°llueve¡± como una fuente gal¨¢ctica, y otra parte puede ser parte del material caliente que tras ser alimentado por explosiones de supernova, simplemente se condensa y vuelve a caer al plano de la galaxia.

En torno al medio interestelar tenemos todav¨ªa grandes interrogantes: ?Cu¨¢nto gas fluye hacia dentro y cu¨¢nto se pierde, a qu¨¦ velocidad lo hace y qu¨¦ fuerzas act¨²an sobre ¨¦l a lo largo del camino? Como ven, la aparente nada, tambi¨¦n est¨¢ llena. Solo hace falta saber mirar y tener los instrumentos para poder hacerlo.

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