¿Qué es un Galaxia espiral?
Una galaxia espiral es un disco aplanado y giratorio de cientos de miles de millones de estrellas, atravesado por gas y polvo y marcado por brazos brillantes que se enroscan desde un bulbo central. Alrededor de dos tercios de las galaxias grandes tienen esta forma, y la Vía Láctea es una de ellas.
Los brazos no deberían existir, y averiguar por qué existen llevó décadas. Un disco galáctico no rota rígidamente: las regiones internas completan una órbita mucho más rápido que las externas. Cualquier patrón formado por un conjunto fijo de estrellas quedaría enrollado en una espiral apretada e irreconocible en un par de rotaciones, y las galaxias han completado decenas. Ese es el problema del enrollamiento, y su solución, planteada por Bertil Lindblad y desarrollada por C. C. Lin y Frank Shu, es que los brazos no están hechos de estrellas concretas. Son una onda de densidad: un patrón de dónde se apiñan las órbitas, que se queda quieto mientras las estrellas lo atraviesan, igual que un atasco permanece en el mismo punto de la autopista mientras los coches pasan por él.
Atravesarlo importa. El gas que entra en un brazo se comprime, y la compresión es justo lo que inclina a una nube molecular hacia el colapso, así que la formación estelar ocurre preferentemente en los brazos. Las estrellas azules masivas nacen y mueren allí, en unos pocos millones de años, sin alejarse nunca del lugar donde se formaron. Esa es toda la razón de que los brazos se vean: no porque contengan más estrellas, sino porque contienen las más brillantes. Quita la luz azul y los brazos casi desaparecen.
Este modelo se construye sobre las órbitas, no sobre la espiral. Cada uno de las decenas de miles de puntos recorre su propia elipse, reevaluada en cada fotograma, y la orientación de esas elipses avanza lentamente con el radio. Donde las elipses se apiñan aparecen los brazos, y se quedan quietos mientras las estrellas los atraviesan, porque eso es una onda de densidad. Detén el reloj y los brazos siguen ahí. La velocidad angular cae además aproximadamente como 1/r, la curva de rotación plana que es la prueba más importante a favor de la materia oscura.