¿Por qué las galaxias tienen brazos espirales? Los científicos aún buscan la respuesta

Cuando pensamos en una galaxia, la imagen que suele venirnos a la mente es la de un disco con brazos espirales bien definidos. Estas estructuras son una de las características más llamativas de las llamadas galaxias espirales y concentran gran parte del gas, el polvo y las regiones de formación estelar.

La Vía Láctea pertenece a la clase de galaxias espirales y posee varios brazos que se extienden desde su región central. El sistema solar se encuentra en uno de estos brazos, y no podemos observar su estructura completa. En lugares con baja contaminación lumínica, es posible observar el brazo.

A pesar de su extrema frecuencia en el universo, el origen de los brazos espirales aún se desconoce. Un nuevo estudio, basado en datos del telescopio espacial Euclid, busca responder a esta incógnita investigando la relación entre el número de brazos espirales, la masa y la concentración de estrellas.

Brazos espirales

Los brazos espirales son estructuras curvas que se extienden desde la región central de las galaxias espirales, formando el patrón observado en sistemas como la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda. Están compuestos por concentraciones de estrellas, gas y polvo interestelar, así como por regiones de formación estelar.

Estas estructuras representan uno de los componentes principales de las galaxias espirales y desempeñan un papel importante en su organización. Las estrellas jóvenes se concentran en los brazos espirales, mientras que las estrellas más antiguas también pasan por estas regiones durante su órbita.

No está orbitando el agujero negro

Aunque es común decir que los brazos espirales "orbitan" el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, esto no es correcto. Las estrellas, el gas y el polvo orbitan el centro de masa de la galaxia, que está dominado principalmente por la distribución de materia visible y materia oscura.

Si los brazos espirales fueran estructuras materiales que giraran junto con las estrellas alrededor del agujero negro, desaparecerían con el tiempo debido a la rotación diferencial de la galaxia. Las regiones internas del disco completarían una órbita alrededor del centro mucho más rápido que las regiones externas.

Entendiendo los brazos espirales

Para investigar el origen de los brazos espirales, los investigadores analizaron más de 380.000 galaxias observadas por el Telescopio Espacial Euclid. Además del número de brazos, el conjunto de datos también incluye información sobre la masa estelar, la concentración de estrellas y la tasa de formación estelar.

Los resultados mostraron que entre el 60 % y el 70 % de las galaxias espirales tienen dos brazos principales, entre el 15 % y el 20 % tienen tres brazos y alrededor del 1 % tienen solo uno. Las galaxias con bulbos centrales más grandes, como la Vía Láctea, tienden a presentar dos brazos dominantes.

¿Cómo se forman?

Si bien el estudio no aclara el origen de los brazos espirales, aporta evidencia de que su estructura está relacionada con la distribución de masa, incluida la materia oscura. Los resultados indican que el número de brazos espirales podría funcionar como un indicador indirecto de la concentración de materia.

Los investigadores también hallaron evidencia de que las galaxias más masivas tienden a mantener patrones persistentes con dos brazos espirales, mientras que los sistemas con tres brazos pueden representar estructuras transitorias o recurrentes.