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Una vez que hayamos fechado estas muestras, podremos comenzar a comprender qué tan rápida y violentamente se formaron las primeras galaxias

ICLEP: Persiguiendo las primeras estrellas y galaxias

Sabemos que el universo comenzó sin estrellas o galaxias y, por lo tanto, en algún momento tuvo que haber una “primera” de cada una. Desafortunadamente, los telescopios ópticos actuales aún no son lo suficientemente potentes para verlas y aunque lo fueran, no serviría de mucho ya que, además, el universo a esa edad es difícil de ver.
Para entender esto, considere lo siguiente. Aproximadamente 400 mil años después del Big Bang, los electrones y los núcleos atómicos finalmente se enfriaron lo suficiente para formar elementos neutros. Es en este punto donde la materia bariónicaordinaria y la luz “escapan” del equilibrio termodinámico. Esta luz, o la Radiación de fondo de microondas, es la observación más antigua que tenemos actualmente del universo.
En ese entonces, la materia bariónica, todavía bastante difusa, fue atraída por la gravedad y comenzó a caer en regiones muy densas del universo primitivo. A partir de ahí, creemos, que tomó aproximadamente entre 100 y 200 millones de años para que esta materia se concentrara lo suficiente como para formar las primeras estrellas.
Estas son bastante masivas, luminosas y azules, por lo que emiten gran parte de su energía en la banda ultravioleta. Cuando esta luz se desplaza, es absorbida rápidamente por la materia neutra difusa que la rodea formando burbujas de ionización (donde la absorción de la luz resulta en la separación del electrón y del protón de un átomo neutro).
Las primeras estrellas y el gas circundante condujeron presumiblemente, a la formación de las galaxias primigenias, aunque no queda claro ni cuándo y ni cómo. No obstante, esta rápida formación de estrellas ayudó a aumentar el tamaño de las burbujas de ionización. Esto continuó hasta aproximadamente 400 millones de años después del Big Bang, cuando las burbujas de ionización de las galaxias se fusionaron y todos los átomos difusos, entre las galaxias, ya se habían ionizado.
En este punto, el universo se volvió transparente a la radiación UV, por lo que el Hubble, el Spitzer y los observatorios terrestres pueden observar un puñado de galaxias muy distantes (Gz-11), Abell1149-JD18, Abell1689-zD1 de esa época.
Nuestras mejores estimaciones indican que estas galaxias distantes crecieron muy rápido a medida que fueron emergiendo de este período oscuro de 200 a 300 millones de años. Pero lo que sucedió antes de eso sigue siendo un misterio. Tuve la suerte de participar en la confirmación y caracterización de Abell1149-JD1, una galaxia que observamos cuando sólo habían pasado 400 millones de años después del Big Bang.
Lo realmente extraordinario de este descubrimiento es lo que pudimos deducir de un pequeño detalle en el espectro del objeto. Este indica que la mayoría de sus estrellas se formaron unos 150 millones de años antes, o sólo 250 millones de años después del Big Bang.
Este es el equivalente astrofísico de mirar los anillos de árboles o hacer una datación radiométrica. El hallazgo fue publicado por Nature.
Más emocionante que este descubrimiento específico, es la constatación de que podemos hacer mediciones similares, en los próximos años, para al menos una docena de candidatos aún más interesantes y, quizás, para cientos de candidatos una vez que los nuevos instrumentos como el JWST y los mega telescopios se pongan en marcha en unos tres a seis años más.
Una vez que hayamos fechado estas muestras, podremos comenzar a comprender qué tan rápida y violentamente se formaron las primeras galaxias

Franz Bauer: Doctor en Astronomía de la Universidad de Virginia (EE.UU.). Fue investigador postdoctoral en la Universidad del Estado Pennsylvania (EE.UU), Universidad de Cambridge (Inglaterra) y Universidad de Columbia en Nueva York (EE.UU). Profesor asociado del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, miembro del Centro de Astro-Ingeniería UC e investigador del Instituto Milenio de Astrofísica y del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA).

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