Componentes del universo

Te explicamos cuáles son los componentes observables del universo y sus características. Además, cuáles son los tipos de materia y energía.

¿Cuáles son los componentes del universo?

Los componentes del universo, mejor llamados objetos astronómicos o cuerpos celestiales, son los diferentes tipos de objetos naturales que conforman la estructura observable del universo, es decir, que pueden apreciarse a simple vista o a través de aparatos de observación.

El universo es infinito. Por lo que existen en su interior enormes extensiones de vacío, interrumpidas por voluminosas acumulaciones de materia y energía que, dependiendo de su composición y sus dinámicas, pueden dar lugar a diferentes tipos de objetos astronómicos.

Desde un punto de vista astrofísico, el universo está compuesto por dos tipos de materia y de energía:

• La materia bariónica (materia), es decir, la materia observable tal y como la conocemos en nuestro planeta, que en el espacio constituye diferentes estructuras sólidas, líquidas, gaseosas y plasmáticas.
• La radiación (energía), un tipo de energía compuesta por partículas de luz (fotones) que son emitidas por distintos fenómenos y reacciones fundamentales de la materia.
• La materia oscura (materia), un tipo de materia que no se puede observar, ya que no emite radiación electromagnética, pero que constituye el 26,8 % de la materia del universo.
• La energía oscura (energía), una forma de energía imprecisa, indetectable y de constante densidad, que empuja el universo hacia su expansión. Aunque su presencia de momento forma parte de una teorización cosmológica, se piensa que el 70 % de la energía del universo sería de este tipo.

Los objetos astronómicos que se pueden observar a través de un telescopios (algunos mediante uno casero, otros mediante telescopios superpotentes como el Telescopio Espacial Hubble) están constituidos por materia bariónica, es decir, materia ordinaria. Los principales componentes observables del universo se indican a continuación.

Ver además: Cuerpos celestes

Las galaxias

Una galaxia es un conjunto de estrellas que giran en torno a un eje común, arrastrando consigo muchos otros componentes materiales como planetas, asteroides y cometas, o bien extensas nubes de polvo y gas (hidrógeno y helio, principalmente), conocidas como nebulosas.

Las nebulosas les confieren a las galaxias su usual apariencia blanquecina, tal y como ocurre con la galaxia donde se encuentra el sistema solar, la Vía Láctea. Esta galaxia es llamada así porque su apariencia recuerda a un chorro de leche derramada, que los griegos antiguos atribuyeron en su mitología a la leche materna de la diosa Hera (Juno para los romanos).

Existen aproximadamente 170 mil millones de galaxias en el universo, agrupadas en clústeres o grupos locales. Cada una puede oscilar entre cientos y millones de años luz de extensión, y organizarse de acuerdo a un patrón más o menos reconocible: galaxias en espiral, galaxias elípticas o galaxias irregulares. Una galaxia promedio tiene entre 200 y 400 millones de estrellas diferentes.

Más en: Galaxia

Las estrellas

Una estrella es un astro incandescente y luminoso, compuesto por elementos químicos en continua combustión. Las estrellas se pueden comprender como enormes y continuas explosiones espaciales, que conservan su forma esférica debido a la acción de su propia gravedad, lo suficientemente grande como para impedir que sus componentes se esparzan por el universo. El Sol es el mejor ejemplo de lo que es una estrella.

La mayoría de las estrellas están conformadas por hidrógeno, helio y otros elementos químicos livianos, sometidos por la gravedad a inmensas presiones que ocasionan su fusión nuclear. Se desatan, así, enormes cantidades de energía y radiación, y se crean también materiales más pesados, que al finalizar el ciclo de vida de la estrella darán lugar a otros tipos de cuerpos celestes. Vistas así, las estrellas son grandes hornos en los que nuevas formas de materia se están fraguando continuamente.

Existen estrellas de diferentes tipos, dependiendo de su tamaño, su luminosidad y su temperatura alcanzada. De acuerdo al sistema Morgan-Keenan (MK) de clasificación, existen siete tipos de estrellas o “clases espectrales”: O, B, A, F, G, K y M.

• Estrellas tipo O. Son las más calientes y sus temperaturas rondan los 33.000 grados Kelvin (K). Su color tiende hacia el azul y presentan una luminosidad equivalente a 30.000 veces la del Sol. Asimismo, suelen tener alrededor de 16 veces la masa del Sol y un radio 6,6 veces más grande.
• Estrellas tipo B. Son las siguientes estrellas de mayor calor y luminosidad, cuya luz es azulada o azul blancuzco. Su temperatura oscila entre los 10.000 y los 33.000 K y su luminosidad es 25.000 veces la del Sol. Estas estrellas tienen entre 2,1 y 16 veces la masa solar y un radio entre 1,8 y 6,6 veces más grande que el del Sol.
• Estrellas tipo A. Son estrellas calientes y luminosas, de luz blanca que en la distancia puede percibirse un poco azulada. Son las estrellas con mayor presencia de líneas de hidrógeno de toda la escala, cuya temperatura ronda entre los 7.500 y 10.000 K, y cuya luminosidad es entre 5 y 25 veces la del Sol. Su masa promedio oscila entre 5 y 1,4 veces la del Sol, y su radio es de entre 1,4 y 1,8 veces el radio solar.
• Estrellas tipo F. Son las estrellas “intermedias” de la escala, de luz blanco-amarillenta entre 1,5 y 5 veces más intensa que la del Sol. Su temperatura ronda los 6000 o 7500 K, y son ligeramente más grandes que el Sol (entre 1,04 y 1,5 veces su masa, y entre 1,15 y 1,4 veces su radio).
• Estrellas tipo G. Son las primeras estrellas de menor brillo y temperatura de la escala, cuya luz amarillenta puede percibirse como amarillo blancuzco en la distancia. Su temperatura oscila entre los 5.200 y los 6000 K, y su comparación con el Sol se da en términos mucho más igualitarios: tienen entre 0,8 y 1,04 veces la masa solar, entre 0,96 y 1,15 veces el radio solar, y entre 0,6 y 1,5 veces la luminosidad del Sol.
• Estrellas tipo K. Son las estrellas intermedias del espectro frío de la clasificación, con 3700 a 5200 K de temperatura promedio. Su luz anaranjada tiene entre 0,08 y 0,6 veces la intensidad de la solar, y su tamaño es ligeramente más pequeño que el del Sol: entre 0,45 y 0,8 veces la masa solar y entre 0,7 y 0,96 veces su radio.
• Estrellas tipo M. Son las estrellas más frías que se conocen, cuya temperatura es inferior a 3700 K. De luz roja o rojo anaranjado apenas 0,08 veces tan luminosa como la luz solar, son estrellas pequeñas con 0,45 masas solares o menos, y un radio menor a 0,7 veces el solar.

A esta clasificación estelar se les suma un número del 0 (máximo) al 9 (mínimo) para indicar el nivel de temperatura de una estrella dentro de su categoría correspondiente. De este modo, el Sol es una estrella tipo G2, es decir, de las más calientes de la categoría G. Mientras más caliente es una estrella, mayores niveles de energía y radiación emite; y mientras más fría es, mayores elementos pesados (metales y tierras raras) se depositan en su seno.

Más en: Estrellas

Los planetas

Un planeta es un cuerpo celeste sólido, esférico y opaco que orbita a otro de mayor masa, generalmente una estrella, a lo largo de una órbita exclusiva, es decir, libre de otros planetas o planetoides. El nombre “planetas” proviene del griego antiguo planetes (“errantes”) en alusión a su continuo desplazamiento. El mejor ejemplo de un planeta es la Tierra.

Dado que los planetas se forman a partir de nubes de gases y polvo celeste ya existentes, la composición y las características de un planeta pueden variar significativamente respecto de las de otro, y dependen en buena medida de su cercanía o lejanía con una estrella. Por ejemplo, el planeta Mercurio tiene una atmósfera muy débil y tenue, compuesta de gases livianos, debido a su cercanía con el Sol; mientras que la atmósfera de Júpiter, cientos de millones de kilómetros más lejos, es densa y está compuesta por hidrógeno, helio y gases orgánicos pesados como el etano, el metano y el amoníaco.

Existen muchas formas de clasificar los planetas. Una de las más conocidas es según su estructura y distingue entre:

• Planetas terrestres (parecidos a la Tierra), que tienden a ser pequeños, sólidos y rocosos, es decir, sumamente densos. La Tierra, Marte y Mercurio son ejemplos de este tipo de planetas.
• Planetas jovianos (parecidos a Júpiter), que tienden a ser grandes, gaseosos y de poca densidad, aunque se presume que tienen un núcleo sólido en el corazón de su bola de gases. Júpiter, Saturno y Urano son ejemplos de este tipo de planetas.

Aparte de estas dos categorías, se habla también de planetas enanos o planetoides, que son aquellos cuerpos celestes muy similares a un planeta pero de pequeño tamaño, incapaces de ejercer el dominio orbital (o sea, de tener una órbita exclusiva). Plutón y Ceres son ejemplos de este tipo de planetas enanos.

Más en: Planeta

Los satélites

Un satélite natural es un cuerpo celeste que orbita a un planeta mayor, pues se encuentra atrapado en su campo gravitatorio. De tamaño, naturaleza y proporciones muy variables, los satélites pueden ser esféricos, como la Luna, o irregulares como Deimos, uno de los mayores satélites de Marte.

Aunque tienen su propia órbita alrededor del planeta, los satélites acompañan a este a lo largo de su propia órbita en torno a la estrella. Se puede tratar de un solo satélite, como es el caso de la Tierra, o bien de docenas de ellos, como Júpiter, al cual se le han contabilizado 92 hasta la fecha. No se deben confundir los satélites con los anillos planetarios, que son conjuntos de partículas, polvo y gases que orbitan a un planeta, formando un disco homogéneo a la vista, como ocurre con Saturno.

Más en: Satélites naturales

Los asteroides

Un asteroide es un cuerpo celeste menor, sólido y rocoso, muy pequeño para ser un planeta y muy grande para ser un meteoroide. De tamaño y forma variable, a menudo irregular, estos fragmentos dispersos de materia pueden hallarse en solitario o conformando campos de asteroides, es decir, aglomeraciones más o menos densas. En el sistema solar existe un cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y de Júpiter.

Estrictamente hablando, los asteroides son poco más que rocas espaciales. Carecen de atmósfera y no responden a un campo gravitatorio propio. Mientras algunos permanecen estables dentro de un campo o cinturón, otros se desplazan a lo largo de órbitas más o menos erráticas en torno a una estrella, por lo que pueden llegar a protagonizar grandes impactos estelares.

Más en: Asteroide

Los cometas

Un cometa es un cuerpo celeste en movimiento, generalmente compuesto por rocas, polvo y partículas de hielo que, al aproximarse a un astro caliente como el Sol, se evaporan y dejan tras de sí una estela reconocible, conocida como cola.

Los cometas se desplazan a lo largo de órbitas elípticas y prolongadas, de gran excentricidad. Se diferencian de los asteroides, cuyo tamaño puede ser similar, en que poseen una atmósfera propia fruto del desgaste de los materiales que componen su núcleo o coma. La pseudo atmósfera de un cometa no depende, como la atmósfera de los planetas, de su atracción gravitacional.

Existen, sin embargo, cometas muy antiguos cuyo tránsito alrededor del Sol ha acabado con sus reservas de hielo. En estos casos, se consideran cometas extinguidos y no son muy diferentes de un asteroide. Aun así, la distinción entre cometas y asteroides es motivo de debate entre los especialistas de la astronomía.

Más en: Cometa

Los meteoroides

Un meteoroide es un cuerpo celeste muy menor, inferior a los 50 metros de diámetro, generalmente producto de la fragmentación de algún cuerpo mayor, como un cometa o un asteroide. Compuestos por minerales y metales de variada índole, estos fragmentos persiguen una trayectoria errática que a menudo los hace quedar atrapados en el campo gravitatorio de algún planeta.

Cuando un meteoroide ingresa a la atmósfera planetaria, pasa a denominarse meteoro. Normalmente, la fricción atmosférica lo calienta y desintegra, reduciéndolo al polvo inofensivamente. En otros casos, fragmentos sólidos alcanzan la superficie planetaria y pasan a denominarse meteoritos.

Más en: Meteorito

Referencias

• “¿Cuáles son los componentes fundamentales del universo?” en el Planetario de Vitoria.
• “Componentes del universo” en Recursos TIC del Ministerio de Educación de España.
• “¿Cuáles son las mayores estructuras del universo?” en El País (España).
• “What is the Universe made of?” en The European Space Agency.
• “Universe (astronomy)” en The Encyclopaedia Britannica.