Estructura:

• Nucleo
• Bulbo central
• Disco
• Halo

• Rotación galáctica
• La ley de rotación de la Galaxia
• Curva de rotación

Nuestra Galaxia es grande, pero no de las mayores, contiene unas 10¹¹ estrellas, las galaxias mayores contienen 10¹² o 10¹³ estrellas. Además de estrellas, las galaxias contienen materia en la forma de gas interestelar, pero parece que la mayoría de la masa visible está almacenada en las estrellas. En una primera aproximación podemos considerar las galaxias simplemente como un sistema de estrellas. Sin embargo, veremos que las galaxias contienen mucha materia invisible y que esta materia no es ni estrellas ni gas. Las estrellas y las galaxias se mantienen unidas por la fuerza gravitatoria. Muchos de los conocimientos detallados que tenemos de las estrellas han sido obtenidos a partir del Sol, nuestra estrella más cercana, de la misma forma es de esperar que estudiando nuestra Galaxia aprenderemos mucho sobre las restantes galaxias. Aunque hay una diferencia importante, mientras que estamos situados cerca del Sol, sin embargo, estamos dentro de la Galaxia y es difícil descubrir la estructura de un objeto desde dentro.

Aunque estrellas y galaxias son objetos que se mantiene unidos por la fuerza atractiva de gravitación, se diferencian en importantes aspectos. Un simple hecho observacional es que mientras la mayoría de las estrellas son esféricas o se desvían ligeramente de la forma esférica, existen galaxias de muchas formas desde esencialmente esféricas a aquellas que son muy aplanadas y que tienen muy poca simetría. La gran variedad en formas galácticas indica que la clasificación de galaxias puede ser mucho más complicada que la clasificación de estrellas.

El conocimiento de la estructura de nuestra Galaxia está basado en la obtención de distancias a los objetos cada vez más lejanos. Para las estrellas suficientemente próximas se utiliza la paralaje trigonométrica (< 200 pc). Debido a la absorción interestelar (1mag/kpc) el método mejor son las variables pulsantes o candelas estándares. Shapley sabia que las variables RR Lyrae existían en los cúmulos globulares y después del descubrimiento de la relación periodo-luminosidad para las Cefeidas, lo aplicó a las RR Lyrae calculando las distancias a los cúmulos globulares y encontrando que tenían una distribución esférica, identificando el centro de la distribución espacial de los cúmulos globulares con el centro de la Galaxia, una región hacia Sagitario. El Sol, que no pertenece a esta componente sino a la componente plana o disco, está por tanto lejos del centro de nuestra Galaxia.

La Galaxia está constituida por un disco plano de enorme dimensiones que contiene un gran número de estrellas y una elevada concentración de materia interestelar. Este disco exhibe unos brazos espirales que arrancan del centro o núcleo. El disco está rodeado por una esfera concéntrica de material menos denso, llamado halo, donde se encuentran los cúmulos globulares. Sí se pudiese ver de canto o sí fuésemos desde dentro hacia fuera (Figura 7-1-3) se distinguiría:

- El núcleo que es una compacta acumulación de estrellas de unos 100 pc de diámetro, contiene polvo y gas interestelar.

- Bulbo central que tiene una distribución de estrellas aproximadamente esférica de 6 kpc de diámetro

- Disco, constituido por estrellas y gas en un volumen de forma de disco con unos 25 kpc de diámetro y un espesor de unos 300 pc, el sistema solar está localizado hacia el borde del disco. El disco es el que contiene la estructura espiral.

- Halo, distribución esférica de estrellas y cúmulos globulares que se extiende más allá del disco, de unos 30 kpc de diámetro.

El Sol, la Tierra y los planetas están inmersos en el disco cerca de un brazo de espiral y muy alejados del centro. Esta posición impide contemplar la Galaxia como un todo y la absorción interestelar dificulta mucho la observación en la dirección del núcleo.

La distinción en Poblaciones de las estrellas está también relacionada con su localización espacial en la Galaxia. Las estrellas situadas en el disco son ricas en metales y pertenecen a la Población I. El bulbo central comprende una mezcla de estrellas de la Población I y II, mientras que el halo visible parece estar compuesto sólo de estrellas viejas y con poco contenido metálico de la Población II.