Las galaxias vienen en muchas formas y tamaños. Entre las más grandes se encuentran las «elípticas», conglomerados masivos en forma de bola de hasta un billón de estrellas. Dónde viven y cómo se construyen pueden enseñar a los astrónomos mucho sobre la evolución del universo y lo que el futuro tiene reservado para nuestra propia Vía Láctea.

Las elípticas son una de las tres clases principales de galaxias definidas por el astrónomo estadounidense Edwin Hubble en 1936. A diferencia de las otras dos clases, espirales y lenticulares, las elípticas casi no tienen una estructura discernible. Son tan simples como una reunión de estrellas: manchas masivas de forma aproximadamente esférica. A través de un telescopio aficionado, aparecen como no más que un parche de luz redondo y difuso contra el fondo oscuro del cielo nocturno.

La galaxia elíptica gigante NGC 1132 se encuentra a unos 300 millones de años luz de la Tierra. Con un diámetro de aproximadamente 240,000 años luz, ¡es más del doble del tamaño de nuestra Vía Láctea! Los muchos puntos de luz que lo rodean son un enjambre de cúmulos globulares que pueden ser algunos de los restos de miles de millones de años de colisiones galácticas. Crédito: M. West (ESO, Chile), NASA, ESA y el Patrimonio del Hubble (STScI/AURA)-Colaboración ESA/Hubble.

Más que cualquier otra clase galáctica, las elípticas exhiben una tremenda gama de tamaños y masas. Las más pequeñas, las elípticas enanas, tienen unos pocos cientos de años luz de diámetro y no son mucho más grandes que los cúmulos globulares. El más grande se extiende cientos de miles de años luz de un extremo al otro y empequeñece nuestra propia galaxia en comparación. La más masiva puede contener casi un billón de estrellas, o unas mil veces más que la Vía Láctea.

La aparente simplicidad de una galaxia elíptica, una enorme bola de estrellas, puede ser engañosa. Dentro de sus halos uniformes, las elípticas muestran una historia rica y compleja que se remonta a las raíces del universo mismo.

Las elípticas son viejas. Las estrellas que viven dentro de ellas se encuentran entre las más antiguas del universo. A diferencia de sus primos espirales, las galaxias elípticas han apagado sus motores de formación estelar. Carentes de gran parte del gas y el polvo necesarios, ya no crean nuevas estrellas. En cambio, se aferran firmemente a estrellas antiguas que han vivido durante miles de millones de años.

La falta de gas interestelar es una reliquia de los pasados violentos de las elípticas. Los movimientos de las estrellas dentro de estas galaxias, junto con sofisticadas simulaciones por computadora, revelan que lo más probable es que sean el producto de muchas colisiones galácticas. A medida que las galaxias espirales chocan, gran parte del gas se desprende y se lanza al espacio intergaláctico. Lo que queda se comprime rápidamente, desencadenando una explosión de formación estelar conocida como estallido estelar. La ola de nuevas estrellas agota aún más las reservas de gas de la galaxia a través de intensos vientos estelares y supernovas que soplan nubes de gas en el espacio profundo.

Dos galaxias espirales están atrapadas en las últimas etapas de una colisión en esta imagen del Hubble. Llamados NGC 2623, los centros ya se han fusionado para formar una nueva galaxia masiva mientras corrientes de estrellas y gas se lanzan al espacio. Crédito: NASA, ESA y A. Evans (Universidad de Stony Brook, Nueva York, Universidad de Virginia & Observatorio Radioastronómico Nacional, Charlottesville, EE. UU.)

Las regiones más densas del universo proporcionan zonas de alimentación fértiles para el crecimiento de elípticas. En los cúmulos ricos, las colisiones galácticas son comunes. Las galaxias más grandes atraen a muchas más pequeñas y se construyen canibalizando a sus vecinas. En cúmulos galácticos densos, como el Cúmulo Coma ubicado a casi 300 millones de años luz de la Tierra, la mayoría de las galaxias son elípticas. En este cúmulo, todas se han congregado hacia el centro del cúmulo, dejando las galaxias espirales restantes hacia los bordes. En el núcleo del cúmulo se encuentra una galaxia elíptica masiva, NGC 4874, diez veces más grande que la Vía Láctea y rodeada por un enjambre de elípticas enanas más pequeñas.

En la constelación de Coma Berenices, a 350 millones de años luz de distancia, es el Cúmulo de Coma. El núcleo del cúmulo, imagen de aquí, es el hogar de muchas galaxias elípticas. La más grande, NGC 4874 (la mancha difusa a la derecha), ¡es diez veces más grande que nuestra galaxia! Crédito: ESA / Hubble & NASA

Uno de los aspectos más intrigantes de las elípticas gigantes es lo que esconden en sus núcleos. En lo profundo de los centros, cada una de las elípticas contiene un agujero negro supermasivo. Un agujero negro típico se forma a partir de la muerte de una estrella masiva y pesa a lo sumo unas cuantas veces más que nuestro sol. Los agujeros negros en los centros galácticos, sin embargo, pueden contener la masa de varios miles de millones de soles. Ninguna estrella puede hacer eso. La formación de estos agujeros negros supermasivos es un área de investigación activa. Lo más probable es que reflejen la historia de formación de la galaxia. Cada colisión galáctica canaliza el material hasta el centro de la galaxia, donde los agujeros negros individuales del tamaño de una estrella pueden fusionarse y crecer.

Mirando profundamente en el núcleo de la galaxia elíptica NGC 7052, los astrónomos han descubierto un disco de material de miles de años luz de ancho. ¡El material está girando tan rápido que solo un agujero negro con la masa de muchos millones de soles puede mantenerlo unido! Crédito: Roeland P. van der Marel (STScI), Frank C. van den Bosch (Univ. de Washington), y NASA/ESA

Las galaxias elípticas se encuentran entre los sistemas estelares individuales más grandes del cosmos y conservan una larga historia de colisiones galácticas. Albergando hasta un billón de soles, pueden incluso proporcionar una mirada al futuro del universo. ¿Seguirán consumiendo las elípticas todas las galaxias espirales? ¿Conducirá el futuro lejano a un universo de galaxias elípticas, donde toda formación estelar ha cesado hace mucho tiempo? Estos enormes almacenes estelares contienen indicios tanto del pasado como del futuro de nuestro universo y, por esa razón, atraerán la mirada del astrónomo durante muchas generaciones por venir.

Chris Crockett obtuvo su Ph D. en astronomía de la UCLA en 2011 y trabajó en el Observatorio Lowell y el Observatorio Naval de los estados UNIDOS. Luego se dio cuenta de que le gustaba hablar de astronomía mucho más que hacerlo. Después de ser galardonado con una Beca de Medios de Comunicación en 2013 por la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, pasó un verano escribiendo para Scientific American, luego se convirtió en el escritor de astronomía del personal de Science News de 2014 a 2017. En estos días, trabaja de forma independiente, centrándose en historias sobre astronomía, ciencia planetaria y física. Su trabajo ha aparecido en Science News, Scientific American, Smithsonian Magazine, Knowable, Sky & Telescope, y la revista online Physics de la American Physical Society.