Vía Láctea

• Galileo descubrió “banda” Vía Láctea formada por muchas estrellas

• Herschel (1785) y Kapteyn (~1900):– Cuentas de estrellas en cientos de direcciones– Diferentes “espesores” en distintas direcciones. Sol ~centro

distribución aplanada– “Altura”~2000pc. Anchura~9000pc

• Ambos errores y << por ignorar absorción luz: enrojecimiento interestelar

La Vía Láctea

• Cúmulos globulares:– <~100000s * en Ø~20-100pc– Det.~150 en Galaxia (~2/3-3/4

total)– Distribución no uniforme

• Shapley (1915):– Calculó distancias a cúmulos

globulares– Centrados en ~15kpc en torno a

punto en dirección Sagitario: centro de Galaxia

– Como ignoró extinción sobrestimó distancia: real ~8.5kpc

47Tuc

Forma de la Vía Láctea

• No fronteras fijas• Disco Ø~40kpc×2kpc

– Densidad mayor plano central

• Núcleo galáctico: centro• Bulbo: ~aplanado Ø~6kpc

– Alargado ×2-3: ~barra

• Halo galáctico: – ~esférico ~30-40kpc– Cúmulos globulares y estrellas– Abundancia Z>H,He <<

• Cúmulos globulares y galaxias pequeñas en órbita: límites exteriores?

Vía Láctea (COBE)

M51

Rotación de la Vía Láctea

• Órbita del Sol:– v~220km/s d~8.5kpc– P=2πd/v~240My:

• 5% edad Sol• 2% edad Galaxia

– 3ª ley Kepler: M=v2d/G– M a partir de v,d

• Curva de rotación: v(d)– Proporciona M(d)– Gal.: v~cte hasta d~20kpc

• A partir 21cm/CO (no abs)

– M> d>– La masa continua aumentando

más allá límites visibles Galaxia

Materia oscura

• Masa total Galaxia ~6×1011 M�

– Masa d<Sol~1011 M�

• Poca masa visible d>Sol: materia oscura• Mismo “problema” en otras galaxias: también materia oscura• No sólo oscura porque no en luz visible: tampoco en otras λ:

– No gas H ni estrellas• Distribución esférica: si no, gas interestelar más “plano”• Varios candidatos propuestos:

– Estelares (MAssive Compact Halo Objects –MACHOs-):• NO estrellas normales porque visibles, ni polvo porque oscurecería• Enanas marrones• Enanas blancas:

– “negras”: no suficiente tiempo para muchas• Agujeros negros: debatidos y sólo de estrellas masivas poco frecuentes

– Partículas subatómicas exóticas: comunes principio Universo?• Difíciles de detectar• Weakly Interacting Massive Particles –WIMPs-

Estructura espiral

• Trazadores estructura espiral:– Estrellas O,B, regiones HII– H, nubes moleculares

• Óptico (1950s): tres brazos– ≤5kpc

• Radio: – Interpretación complicada:

• Sólo detecta v radial• No órbitas circulares?

– ≤20kpc– estructura complicada

Estructura espiral• Problemas:

– * O,B, regiones HII vida corta

• Nacieron en brazo espiral• ¿Por qué a la vez en todo

el brazo?

– Paradoja del enrollado:• En vida Galaxia ~40 vueltas• Brazos deberían estar

mucho más enrollados

• Ondas de densidad:– Brazos espirales no

materiales– Fluctuaciones densidad>:

• formación estelar• brazos más claros en B

• Estable, pero origen?

El Centro Galáctico

HCN Ø~5pc

• Sólo información radio e IR• Zona más densa

r (pc) Densidad (*/pc3)8.5k <11s 100 000s (polvo: IR)

• Anillo gaseoso: 2-8 pc– v~110 km/s: centro M~107M

�

– Anillo ~10 000M�

: inhomogéneo

• Corrientes de gas del anillo:– v~150km/s a 0.7pc: v~700km/s a 0.1pc– M~106s M

�en 0.1pc

• En confluencia corrientes: Sgr A*– Ø~13UA ~100 RS(106sM

�)

– Forma elongada: disco acreción– v~40km/s: esencialmente inmóvil: centro Galaxia– Agujero Negro? Problemas pero no alternativas válidas

El Centro Galáctico

IRRadio ~200pc

Radio ~10pc

Evolución de la Galaxia

• Colisiones estelares<<: * conservan v nubes– Galaxia más esférica cuando

formación halo que ahora• * conservan ~ Z nube

– Nubes Z> t>• Nacimiento: nube ~100s kpc

– Colisiones otras nubes: rotación<– Esferas M~106M

�colapsaron:

cúmulos globulares halo. t~11 Gy• Colisiones nubes (>>) aplanaron disco• Sucesivas generaciones de estrellas y SN enriquecieron ISM• Hoy gas templado confinado a disco y formando *• Si no repuesto agotado pronto: gas cayendo Galaxia de halo

– Expulsado de Galaxia por explosiones SN: cuando enfría vuelve