Colisión entre galaxias: las estrellas no llegan a chocar

Cuando dos galaxias chocan, ninguna estrella llega a tocarse. Ni una. Las estrellas están tan separadas entre sí —millones de veces su propio diámetro— que las dos nubes se atraviesan como dos enjambres de mosquitos cruzándose. Lo que sí colisiona de verdad en una colisión entre galaxias es el gas, y de ese choque sale todo lo demás: los brotes de estrellas nuevas, las colas retorcidas y, al final, una galaxia distinta de las dos que había.

Por qué las estrellas se esquivan sin querer

Este es el dato que cambia toda la intuición. En nuestra zona de la galaxia, la distancia media entre estrellas ronda los cinco años luz, y el diámetro del Sol es de 1,4 millones de kilómetros. Divide una cosa entre la otra y sale que las estrellas están separadas unos 34 millones de veces su propio tamaño.

Pero que no haya impactos no significa que no pase nada. La gravedad actúa a distancia, y ahí está la clave: las estrellas no se golpean, se desvían. Cada una siente el tirón conjunto de las miles de millones que se le acercan, y sus órbitas, que llevaban miles de millones de años siendo ordenadas, se desbaratan por completo.

Lo que sí choca: el gas

Las nubes de gas no son puntos separados por vacío: son estructuras enormes y difusas que ocupan buena parte del volumen del disco. Cuando dos galaxias se atraviesan, esas nubes sí se encuentran de frente, y a velocidades de cientos de kilómetros por segundo.

El resultado es una compresión brutal. Y el gas comprimido hace exactamente lo que se espera de él: colapsa por su propia gravedad y empieza a fabricar estrellas a un ritmo que en condiciones normales sería imposible. A eso se le llama un brote de formación estelar, y una galaxia en pleno brote puede producir estrellas decenas de veces más rápido que una tranquila.

Las cifras del proceso son todas desmesuradas. Las galaxias se cruzan a velocidades de varios cientos de kilómetros por segundo, las colas de marea que arrancan pueden superar los 500.000 años luz de longitud —cinco veces el diámetro de nuestra galaxia— y el brote estelar resultante llega a agotar en unos cientos de millones de años el gas que habría durado miles de millones.

Esa es la paradoja bonita del asunto: una colisión galáctica no destruye, crea. Los choques son uno de los principales motores de la formación y evolución de las galaxias, y buena parte de las estrellas del universo se han encendido gracias a encuentros de este tipo.

Las colas: la firma inconfundible

Si ves una galaxia con un apéndice largo y curvado saliendo de ella, estás viendo una colisión. Esas colas de marea se forman porque la gravedad de la galaxia intrusa tira con más fuerza del lado cercano del disco que del lejano, y esa diferencia estira el material hasta arrancarlo.

Es el mismo mecanismo que provoca las mareas del mar, solo que aplicado a una galaxia entera y con resultados de cientos de miles de años luz de largo. En muchos casos aparecen dos colas simétricas, una por cada galaxia, apuntando en direcciones opuestas. Y también puentes: hilos de estrellas y gas que unen las dos galaxias mientras se separan.

Cinco colisiones que puedes ir a ver

Como el proceso dura eones, la única manera de estudiarlo es reunir muchos casos en distintas fases y ordenarlos, igual que un forense reconstruye una secuencia a partir de fotografías sueltas. Estos son algunos de los ejemplares de referencia:

El caso más didáctico es la galaxia del Remolino, donde se ve con claridad una espiral grande y su compañera pequeña unidas por un puente de material. El par de la galaxia de Bode y la galaxia del Cigarro enseña la otra cara: la pequeña salió del encuentro convertida en una fábrica de estrellas desbocada, con vientos de gas saliendo por sus polos.

Las galaxias con forma de anillo merecen mención aparte, porque son el resultado de un impacto muy poco probable: una galaxia pequeña atravesando a otra casi por el centro y casi perpendicularmente. Eso lanza una onda de densidad hacia fuera, como la que provoca una piedra en un estanque, y el gas comprimido en esa onda forma un anillo de estrellas jóvenes alrededor de un centro vaciado.

Y la galaxia del Ojo Negro es un caso de fusión ya terminada pero con la huella todavía visible: parte de su gas gira en sentido contrario al resto de la galaxia, algo que no puede ocurrir de forma natural y que delata material absorbido de otra galaxia hace mucho tiempo.

Lo que la colisión le hace al centro

Hay un efecto que ocurre lejos de las colas espectaculares y que tiene consecuencias enormes. El gas de una galaxia tranquila orbita a gusto y no cae hacia el centro; una colisión lo desestabiliza, le quita momento angular y lo precipita hacia dentro.

Si ahí hay un agujero negro supermasivo —y lo hay en prácticamente todas las galaxias grandes—, ese gas es combustible. El núcleo se enciende y la galaxia puede convertirse en una galaxia activa, con un centro que brilla más que todas sus estrellas juntas. Es una de las razones de que muchos núcleos activos muestren señales de fusión reciente.

Y los dos agujeros negros centrales acaban juntándose. Se van acercando en espiral durante millones de años hasta fusionarse en uno solo, un proceso que emite ondas gravitacionales de baja frecuencia que se intenta detectar con redes de púlsares.

Nuestra galaxia lleva haciéndolo toda la vida

Las colisiones no son un accidente raro: son el mecanismo normal por el que crecen las galaxias grandes. La Vía Láctea llegó a su tamaño actual comiéndose otras más pequeñas, y todavía se le notan las digestiones.

Ahora mismo está desmembrando una galaxia enana en Sagitario, cuyas estrellas se extienden en una corriente que rodea nuestro disco. Y en el halo hay un grupo enorme de estrellas con órbitas y composición distintas a las locales: los restos de una galaxia que se fusionó con la nuestra hace unos diez mil millones de años, cuando la Vía Láctea era joven.

En el futuro le toca a la galaxia de Andrómeda, que está a 2,5 millones de años luz y se acerca a unos 110 kilómetros por segundo. Durante décadas se dio por hecho que el choque era inevitable dentro de unos 4.500 millones de años, pero trabajos recientes que incorporan el movimiento lateral —mucho más difícil de medir que el de acercamiento— rebajan bastante esa certeza. Puede que sea una fusión, puede que sea un roce a distancia.

Lo que todavía no se entiende bien

Cuánto de la formación estelar depende de las fusiones. Está claro que los choques disparan brotes, pero cuantificar qué fracción de todas las estrellas del universo nacieron así, frente a las que se formaron en discos tranquilos, sigue siendo objeto de discusión.

El problema del último pársec. Los dos agujeros negros centrales se acercan bien hasta quedar a cierta distancia, y ahí los modelos se atascan: cuesta explicar cómo pierden la energía necesaria para completar los últimos pasos y fusionarse. Se han propuesto varias soluciones y ninguna está confirmada.

Puedes ver el resto de tipos y casos en la sección de galaxias, donde están descritas una a una las que aparecen en este artículo.