Galaxias masivas formadas cuando el universo era joven

Galaxia masiva detectadaLos nuevos hallazgos no concuerdan con los modelos actuales.

Algunas de las galaxias más masivas del universo pueden haberse formado miles de millones de años antes de lo que predice el modelo científico actual, de acuerdo con una nueva y sorprendente investigación liderada por la Universidad Tufts. Los hallazgos aparecen on-line en la revista Astrophysical Journal el 24 de noviembre y en la edición impresa el 10 de diciembre de 2010.

“Hemos encontrado un número relativamente grande de galaxias muy masivas y luminosas que existían hace casi 12 000 millones de años, cuando el universo aún era muy joven, aproximadamente de 1500 millones de años. Estos resultados parecen estar en desacuerdo con las últimas predicciones de los modelos de formación y evolución galáctica”, dice el astrofísico de Tufts Danilo Marchesini, autor principal del artículo y profesor ayudante de física y astronomía en la Escuela de Artes y Ciencias de Tufts. “Nuestra actual comprensión de los procesos físicos responsables de la formación de unas galaxias tan masivas tiene problemas para reproducir estas observaciones”.

Colaborando con Marchesini había investigadores de la Universidad de Yale, los Observatorios Carnegie, la Universidad de Leiden, la Universidad de Princeton, la Universidad de Kansas y la Universidad de California en Santa Cruz.

Las galaxias recientemente identificadas eran de cinco a diez veces más masivas que nuestra Vía Láctea. Estaban entre una muestra estudiada a un desplazamiento al rojo 3≤z<4, cuando el universo tenía entre 1500 y 2000 millones de años.

El desplazamiento al rojo se refiere al fenómeno de una oda de luz que se estira y se mueve hacia longitudes de onda más largas (el extremo rojo del espectro) cuando el objeto en emisión se aleja del observador (efecto Doppler). Esto es similar al sonido de una sirena que se hace más grave conforme la sirena se aleja. El desplazamiento al rojo de las galaxias lejanas se debe a a expansión del universo. Cuanto mayor sea el desplazamiento al rojo, más lejana está la galaxia, o más atrás en el tiempo estamos observando. Cuanto más desplazamiento al rojo, más joven era el universo de la galaxia que estamos observando.

Complementando los datos existentes con imágenes detalladas obtenidas a través de un nuevo sistema de cinco filtros infrarrojos personalizados, los investigadores fueron capaces de lograr una visión más completa de la población galáctica en esta etapa inicial, y caracterizar con más precisión las galaxias de la muestra.

Galaxias masivas ferozmente activas

Los investigadores realizaron otro descubrimiento sorprendente: Más del 80% de estas galaxias masivas muestra luminosidades infrarrojas muy altas, lo que indica que estas galaxias son extremadamente activas y están muy probablemente en una fase de intenso crecimiento. Las galaxias masivas del universo local son, por su parte, más tranquilas y no forma estrellas.

Los investigadores señalan que hay dos causas probables para tal luminosidad: Las nuevas estrellas pueden estar formándose en estallidos rodeados de polvo a ritmos de unas pocas miles de masas solares por año. Esto sería de decenas a centenas de veces más que el ritmo estimado por el modelo de distribución de energía espectral (SED). Alternativamente, la alta luminosidad infrarroja podría deberse a núcleos galácticos activos (AGN) muy oscurecidos que acretan materia ferozmente en agujeros negros supermasivos de crecimiento rápido, en los centros de las galaxias.

Podría haber una explicación que, al menos en parte, reconciliaría las observaciones con las densidades predichas por el modelo. Los desplazamientos al rojo de estas galaxias masivas, y por tanto sus distancias, se determinaron a partir del modelo SED, y no se han confirmado espectroscópicamente. Las medidas de desplazamiento al rojo del modelo SED son inherentemente menos precisas que las de espectroscopía. Tales “incertidumbres del sistema” en la determinación de la distancia de las galaxias podría aún permitir una acuerdo aproximado entre las observaciones y las predicciones del modelo.

Se se asume que la mitad de las galaxias masivas están ligeramente más cerca, a un desplazamiento al rojo de z=2,6, cuando el universo era un poco más viejo (2500 millones de años de antigüedad) y muy polvoriento (con el polvo absorbiendo gran parte de la luz emitida en longitudes de onda ópticas y ultravioletas), entonces el desacuerdo entre observaciones y predicciones del modelo se hace sólo significativo marginalmente.

No obstante, el descubrimiento de la existencia de unas galaxias tan masivas, viejas y polvorientas en un desplazamiento al rojo de z=2,6 sería por sí mismo un notable descubrimiento. Tal población de galaxias nunca antes se había observado.

“Sea cual sea la situación, está claro que nuestra comprensión de cómo se formaron las galaxias masivas aún está lejos de ser satisfactoria”, comenta Marchesini.

“La existencia de estas galaxias tan al inicio de la historia del universo, así como sus propiedades, puede proporcionar pistas muy importantes sobre cómo se formaron las galaxias y evolucionaron poco después del Big Bang”, añade.


Autor: Kim Thurler
Fecha Original: 24 de noviembre de 2010
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Comments (2)

  1. Marcos

    Una prueba experimental más (y van..) de que la teoría del Big-Bang es un gran error. Siempre me ha sorprendido el gran “salto de fe” que han hecho los cosmólogos al interpretar el corrimiento al rojo de la luz como una prueba del alejamiento de las galaxias, cuando es más que evidente que efecto Doppler no tiene nada que ver con ello. Las ondas de sonido nunca se alargan o encogen cuando un objeto está en movimiento relativo con respecto a nosotros, solo aumenta o disminuye la frecuencia con que éstas nos llegan. De ahí a hacer una comparación con el fenómeno del corrimiento y luego, sin ni siquiera tomar aire, concluir que se produce porque el espacio que está atravesando la luz se está expandiendo, hay un abismo.
    Como en otras muchas ocasiones en la historia de la ciencia, un gran error puede dar lugar a líneas de investigación fructíferas e interesantes, como la física de partículas. Pero bueno, esa es otra.

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