Publicado 27/04/2020 11:30:20 +02:00CET

Una oligarquía de galaxias protagonizó la reonización del Universo

Una oligarquía de galaxias protagonizó la reonización del Universo
Una oligarquía de galaxias protagonizó la reonización del Universo - NASA, ESA and the Hubble Heritage Team; STScI/AURA

MADRID, 27 Abr. (EUROPA PRESS) -

Astrónomos han llegado a la conclusión de que durante el universo temprano, la reionización del gas en el medio intergaláctico probablemente se realizó por la luz ultravioleta emitida por la formación de estrellas en un pequeño número de galaxias 'oligarcas' de estallido estelar, muy masivas y luminosas.

El gas caliente escasamente distribuido que se encuentra hoy entre las galaxias, el medio intergaláctico (IGM), está ionizado. El universo temprano comenzó caliente, pero luego se expandió y enfrió rápidamente permitiendo que su componente principal, el hidrógeno, se combinara para formar átomos neutros. ¿Cuándo y cómo se reionizaron estos átomos neutros para componer el IGM que vemos hoy? Los astrónomos piensan que la radiación ultravioleta emitida por estrellas jóvenes masivas hizo este trabajo una vez que las estrellas comenzaron a formarse y brillar durante la era cósmica llamada así por esta actividad, la "era de la reionización".

Uno de los pasos clave en la reionización del IGM es el escape de la radiación ultravioleta de las galaxias al IGM, pero esto no se entiende bien. Los astrónomos solo saben que habría sido eficiente porque solo si la fracción que escapara fuera lo suficientemente alta, la luz de las estrellas podría haber hecho el trabajo. Sin embargo, las galaxias formadoras de estrellas son ricas en denso gas molecular y polvo, y ese polvo también absorbe gran parte de la radiación ultravioleta. Eso sugiere que se requiere alguna otra fuente importante de radiación ionizante, y la especulación ha incluido la posible existencia de objetos exóticos como tenues cuásares, estrellas binarias de rayos X o incluso partículas en descomposición / aniquilación. Sin embargo, hasta ahora hay poca evidencia de que ninguno de estos sea lo suficientemente abundante o capaz de hacer el trabajo.

Los astrónomos del Centro Harvard-Smithsonian de Astropnomía (CfA) Rohan Naidu, Sandro Tacchella, Charlotte Mason, Sownak Bose y Charlie Conroy lideraron un esfuerzo para estimar mejor el parámetro más incierto en este rompecabezas (y el más difícil de medir directamente): la fracción de escape de fotones ionizantes. Comparan medidas y modelos de los otros dos procesos clave involucrados, la tasa de formación de estrellas en las galaxias y la cantidad de fotones UV producidos. Aplican esto para restringir lo que la fracción de escape debería haber tenido para hacer que el modelado sea consistente. Las mediciones no son controvertidas, pero los modelos difieren y los científicos seleccionaron entre dos tipos: aquellos en los que la fracción de escape es constante durante la época de reionización y aquellos en los que depende de la tasa de formación de estrellas, informa el CfA en un comunicado.

Los astrónomos llegan a varias conclusiones importantes. La fracción de escape (al menos para las galaxias brillantes) debe ser de aproximadamente el 20% en el universo primitivo, aproximadamente el doble de lo que se había obtenido previamente. Argumentan que esto podría suceder porque las regiones concentradas de formación estelar pueden soplar canales a través de los cuales escapa la luz ultravioleta. Utilizando simulaciones cosmológicas, también descubren que en solo trescientos millones de años el universo joven pasa de ser 90% neutro a ser solo 10% neutro.

No menos importante, concluyen que la mayor parte de la reionización fue realizada por un pequeño número de las galaxias más masivas y luminosas que llaman "oligarcas". Estudios anteriores habían sugerido que había una gran población de galaxias débiles que podrían cumplir este cometido, pero los nuevos resultados no están de acuerdo, concluyendo que tal población ya habría sido detectada.