La respuesta corta es que es porque hay más estrellas en el centro de la galaxia que en las afueras. Esto se ve agravado por el hecho de que está viendo la galaxia en proyección , es decir, es una burbuja 3D con más estrellas detrás y delante del punto central que en las afueras (si eso suena oscuro, dígalo de esta manera: eso no sería No sería cierto si la galaxia fuera de hecho un cilindro con la superficie plana apuntando directamente hacia nosotros).
Ahora, hay una respuesta larga que se obtiene al preguntar por qué hay más estrellas en el medio que en las afueras. Esto tiene que ver con el hecho de que una galaxia es una especie de objeto extraño, en absoluto el tipo de cosas que estamos acostumbrados a ver en la vida cotidiana: está compuesta de estrellas, que tienden a tener un tamaño (por ejemplo, diámetro) de aproximadamente un millón de kilómetros, pero que están separados por años luz (un año luz es de aproximadamente 10 billones de kilómetros). Los valores precisos no son tan importantes, todo lo que quiero transmitir es que el tamaño de las estrellas es aproximadamente un millón de veces más pequeño que su separación promedio, lo que esencialmente significa que nunca ocurren colisiones .
Este ‘sistema sin colisión’ es muy diferente a cualquier cosa a la que estés acostumbrado. No se puede pensar en una galaxia como un gas, por ejemplo, porque las leyes físicas que rigen los gases provienen del hecho de que se producen muchas colisiones entre las moléculas de los gases [pedantería: una comprensión más sofisticada es que a medida que dos moléculas se acercan , experimentan una repulsión mutua de sus electrones que finalmente les hace invertir la dirección]. La única forma en que las estrellas interactuarán es a través de la gravedad, que solo es atractiva. El sistema también está incrustado en una gran masa de materia oscura, pero eso solo agrega un poco de gravedad adicional para mantener todo unido.
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El sistema puede ser extraño, pero podemos escribir algunas ecuaciones que necesita obedecer y descubrir su comportamiento. Una de esas ecuaciones es para la conservación de la energía. Una estrella que cae hacia el centro de masa de la galaxia ganará velocidad, ya que se está volviendo más apretada (es más fácil arrojar una estrella fuera de la galaxia si comienza en las afueras en lugar de en el medio), es decir, está intercambiando energía potencial para energía cinética. Esta es la razón por la que todo no se derrumba en un solo punto, a pesar de que todo está atrayendo todo lo demás: en un sistema sin colisión no hay realmente una manera de perder esa energía cinética. Obviamente, todo el asunto tampoco se separa: a medida que las estrellas se alejan del centro de masa, disminuyen su velocidad (y a menos que alcancen la velocidad de escape, finalmente se detienen y vuelven a caer). Por supuesto, las estrellas individuales no solo tienen movimiento radial, sino que también se mueven hacia los lados y, por lo tanto, orbitan alrededor del centro de masa.
Resulta que cuando trabajas con las matemáticas, el sistema se establece en una configuración donde la densidad de estrellas es alta en el centro y menos en las afueras como una especie de equilibrio entre el hecho de que todo se está tirando hacia el centro y El hecho de que el sistema no tiene forma de colapsar por completo (en términos técnicos, satisface algo llamado The Virial Theorem que gobierna el equilibrio entre la energía cinética y potencial).
