Formación estelar en brazos espirales y espolones.

Dentro de las morfologías de galaxias, las más llamativas suelen ser las espirales.
Para que se formen esos brazos, deben darse ciertas condiciones.
La materia no debe estar distribuida de manera uniforme y debe haber una rotación diferencial, es decir que, la rotación es más lenta a medida que nos alejamos del centro. Sin esas dos condiciones, no hay espirales.
Los brazos espirales resaltan a la vista. Eso hace pensar que allí hay mayor cantidad de estrellas que en otras partes de la galaxia. Pero no es así. Si bien es cierto que se destacan por ser regiones luminosas, en ellos no hay más estrellas. Sucede que en los brazos espirales hay muchas estrellas jóvenes y brillantes; los brazos espirales son cuna de estrellas. Eso los hace resaltar respecto del resto de la galaxia dando la apariencia de estar más poblados de estrellas.
Como las galaxias se formaron desde su centro, es lógico hallar en esas regiones muchas estrellas evolucionadas. Con el tiempo, se fueron consolidando las partes exteriores y luego comenzó allí la formación de estrellas más jóvenes que las de las regiones centrales.

Pero la gran pregunta es: ¿cómo se originan esos brazos?
Bien, el proceso no está totalmente entendido, pero se trata de ondas que se propagan en un disco de materia bajo la acción de la rotación diferencial. En estos brazos, se favorece la formación de estrellas, las cuales luego de nacer los abandonan. Para que se forman estrellas, debe darse que el gas esté frío (al menos no muy caliente para que la agitación impida el colapso) y se debe contar con la ayuda de procesos que colaboren con el colapso de ese gas. En los brazos, se dan esas condiciones ya que las ondas tienden a colapsar el gas.
Para el estudio de los brazos y sus propiedades, a veces es bueno observaros desde adentro, como en el caso de la Vía Láctea; y a veces desde afuera, como en el caso de otras grandes galaxias espirales.
Para eso se observó la relativamente cercana galaxia M51, familiarmente conocida como “galaxia remolino”.

Messier51.jpg

Imagen de M51 publicasa eb Wikipedia crédito de NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team STScI/AURA)

A lo largo de los brazos espirales, hay estructuras alargadas, como en forma de espolón, perpendiculares a ellos, donde también se da el nacimiento estelar. Esto no es un detalle menor. Hay evidencias de formación estelar reciente o en curso en esas espolones, donde el gas tiene las mismas propiedades que el que está en los brazos. No hay tendencias a determinadas edades en las estrellas de los brazos o de los espolones.
Todo indica que hay otros procesos además de los involucrados en los brazos, que dan origen a la formación de estrellas en los espolones, y esos procesos se sostienen a lo largo de grandes escalas de tiempo.
Luego, la relación entre brazos y estrellas jóvenes no está aclarada totalmente.

espolonesbrazos

Detalle de M51 donde se aprecia los espolones (regiones en rojo) y parte de un brazo ({arm} en color azul). Imagen publicada en el trabajo de Eva Schinnerer et al.

 Artículo relacionado:

Fuente:

  • Accepted version, 09/jan./2017, The PdBI Arcsecond Whirlpool Survey (PAWS).
    The Role of Spiral Arms in Cloud and Star Formation, Eva Schinnerer et al.
    https://arxiv.org/pdf/1701.02184v1.pdf

pdp.

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