Representación de la Vía Láctea. No es una foto, pues no tenemos ningún instrumento situado fuera de ella como para enviarnos una imagen panorámica

Hoy sabemos que nuestro planeta se encuentra ubicado en una galaxia concreta a la que llamamos Vía Láctea. Saber esto no es demasiado complicado, pues la evidencia científica que tenemos para entender la estructura actual del Universo da muestras sobradas de que está formado por galaxias en lo que atañe a su materia común (es decir, aquello que no es materia oscura o energía oscura). Lo que ya tiene más complicación es establecer de manera clara cómo llegamos hasta aquí, y por ello hoy intentaremos profundizar en cómo se formó esta Vía Láctea que acoge nuestro planeta.

¿Qué es una galaxia?

La primera pregunta que tenemos que responder es la más básica de todas. Debemos tener claro que una galaxia no es otra cosa que una estructura gigante compuesta de estrellas, planetas, polvo interestelar, nubes de gas. A estos componentes hay que añadirle uno fundamental y todavía muy poco conocido, que es la conocida como materia oscura. Una galaxia puede contener un número de estrellas que va desde varios millones hasta varios billones de estrellas, siendo los bloques en los que se fundamenta el Universo visible a gran escala.

La Vía Láctea es, obviamente, la galaxia que más conocemos. Al estar ubicados dentro de ella, contamos con un acceso privilegiado a sus características particulares y podemos examinar con detalle los marcadores que hay a nuestro alrededor, aunque también es una desventaja porque no podemos vernos desde fuera como sí podemos hacer con el resto de galaxias observables. No obstante, estas otras galaxias son precisamente una ayuda a la hora de entender la nuestra, pues existen miles de millones de galaxias en el Universo observable y cada una presenta particularidades en su formación y evolución que permiten encontrar patrones aplicables a esta.

Mirar al pasado a través de la luz

El estudio de la formación galáctica es complejo, pero en esencia se basa en algo tan simple como la observación de galaxias a diferentes distancias, lo que significa que las vemos en distintos momentos de la historia del Universo. Esto es así porque la luz no viene a nosotros de manera instantánea, sino que viaja a una velocidad finita (unos 300.000 km/s). Debido a dicha limitación, todo lo que observamos son imágenes del pasado, cuya luz es emitida en un instante concreto y recorre el espacio que la separa de la Tierra a esa velocidad. Si observamos algo a 1000 años luz de distancia, lo que estamos viendo es ese objeto tal y como era hace 1000 años, no su estado actual.

Por ejemplo, la luz del Sol tarda unos 8 minutos en llegar a la Tierra, el Sol que vemos en el cielo es un Sol varios minutos más joven de lo que es realmente. De manera análoga, si observamos la galaxia más lejana detectada hasta la fecha estaremos viendo la apariencia que tenía hace 13.000 millones de años, permitiendo ver un trozo del Universo en tiempos en los que el Big Bang había ocurrido tan solo algunos cientos de millones de años antes. Gracias a esto, tenemos una colección de imágenes en las que podemos ver una evolución universal según la distancia del objeto, y servirnos de ello para ver cómo eran las galaxias en diversas etapas de la vida del Universo.

La Época Oscura y el nacimiento de las primeras estrellas

Los primeros cientos de millones de años después del Big Bang conforman lo que se denomina la Época Oscura, un periodo en el que el universo estaba compuesto principalmente por gas neutro formado de átomos de hidrógeno y helio, sin estrellas ni galaxias formadas.

Cuando el universo se enfrió lo suficiente, comenzaron a formarse átomos de hidrógeno y helio, que dieron origen a nubes de gas que, bajo la acción de la gravedad, se condensaron para formar las primeras protoestrellas y protogalaxias. A partir de este momento, el viaje hacia una estructura universal con galaxias estaba comenzando.

Modelos sobre la formación de galaxias

Para entender cómo fueron surgiendo las galaxias en el Universo primitivo existen diversos modelos teóricos basados en observaciones, simulaciones y leyes físicas que ayudan a poner orden a los conocimientos sobre este fenómeno. Dos de los principales enfoques desarrollados son el modelo jerárquico y el modelo monolítico, que difieren en la escala y secuencia de los procesos implicados.

• Modelo jerárquico

Plantea que las galaxias grandes se formaron a partir de la fusión de estructuras más pequeñas. En los primeros momentos del universo, concentraciones localizadas de materia se juntaron bajo su propia gravedad para formar acumulaciones de gas que fueron dando origen a las primeras estrellas y estructuras. Con el tiempo, estos sistemas fueron interactuando y fusionándose reiteradamente hasta formar grupos más complejos y masivos. Este enfoque está respaldado por el modelo cosmológico actualmente más aceptado y también por las observaciones.

• Modelo monolítico

Según esta teoría, las galaxias masivas se habrían formado a partir del colapso rápido y simultáneo de nubes enormes de gas primigenio, en un proceso rápido que habría ocurrido durante los primeros mil millones de años del universo. Este colapso generaría una gran actividad de formación estelar al principio, seguida de una evolución más lenta y con pocas fusiones relevantes. Este modelo fue quedando obsoleto según la evidencia fue dando más peso al anterior enfoque, pero no está del todo descartado y algunos investigadores defienden la posibilidad de que ambos modelos no son excluyentes y que la foto final podría ser una combinación de ambos. El monolítico explicaría ciertas galaxias elípticas masivas y antiguas que parecen haber experimentado una etapa de formación muy rápida y temprana, con casi nula actividad posterior.

Formación de la Vía Láctea

Componentes de la Vía Láctea (ESA)