abril 20, 2024

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Los astrónomos descubren una antigua galaxia “muerta”

Los astrónomos descubren una antigua galaxia “muerta”

Los astrónomos descubrieron la galaxia inactiva más antigua llamada Jades-GS-Z7-01-QU durante las observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb. Este es el segundo descubrimiento sorprendente de una galaxia inactiva después de 2019. Luego, los investigadores descubrieron la galaxia “muerta” más grande hasta la fecha, XMM-2599.

Apenas 700 millones de años después del Big Bang, hace unos 13.800 millones de años, la formación de nuevas estrellas en una pequeña galaxia se detuvo repentinamente. Esto se demuestra mediante observaciones realizadas por un equipo de investigación internacional utilizando el telescopio espacial James Webb.

La primera galaxia inactiva jamás descubierta

La galaxia, catalogada como Jades-GS-Z7-01-QU, es la primera galaxia inactiva o inactiva (también llamada galaxia “muerta”) descubierta en el universo hasta ahora. El récord anterior se produjo unos 1.200 millones de años después del Big Bang, es decir, hace entre 14 y 13.800 millones de años.

Según la teoría del Big Bang, el universo salió de un estado de calor y densidad extremos en un solo instante. La semilla del universo era mucho más pequeña que un átomo y contenía toda la materia y energía que ahora se extienden a lo largo de miles de millones de años luz. Todo fue creado a partir de esta materia: el sol y las estrellas, la materia y la radiación y la vida.

Los astrónomos no saben por qué se detuvo repentinamente la formación de estrellas en Jades-GS-Z7-01-QU. No esperaban que existiera una galaxia tan “muerta” tan temprano en el universo. Sin embargo, es posible que se formen nuevas estrellas nuevamente en una era posterior de la evolución cósmica, dicen los científicos en la revista. “Naturaleza” (“Una galaxia que se extinguió recientemente 700 millones de años después del Big Bang”).


Galaxias tranquilas sin formación estelar

Hay muchas regiones en nuestra Vía Láctea donde constantemente se forman muchas estrellas nuevas debido a la presión de las nubes de gas. Pero este no es el caso en todas las galaxias. También hay galaxias tranquilas que no tienen una formación estelar significativa. Los astrofísicos aún no saben por qué existe esta diferencia y desde cuándo en la historia cósmica.



“Por lo tanto, la observación directa de galaxias inactivas en el universo temprano es de gran importancia para nuestra comprensión de la formación y evolución de las galaxias”, explican Tobias Loeser de la Universidad de Cambridge en Gran Bretaña y sus colegas.

Mirando hacia el pasado cósmico

Por eso el equipo utilizó el telescopio espacial James Webb para buscar galaxias a enormes distancias. Porque en astronomía una visión a gran distancia es también una visión del pasado cósmico.

Si la luz de una galaxia tarda diez mil millones de años en llegar a la Tierra, los investigadores ven ese sistema estelar tal como era hace diez mil millones de años.

Etapas de la evolución del universo desde el Big Bang, hace entre 14 y 13,8 mil millones de años. Imagen: NASA/WMAP

Hace 13,1 mil millones de años: Galaxy Jades-GS-Z7-01-QU

La luz de la galaxia Jades-GS-Z7-01-QU, que el equipo ha descubierto ahora, tarda 13.100 millones de años en llegar a la Tierra. Los investigadores están analizando una era en la que el universo tenía entre 700 y 800 millones de años.

Como informan Tobias Loeser y sus colegas, la galaxia está emitiendo radiación que indica una breve fase de formación estelar activa. La formación estelar puede haber consumido el gas disponible en la galaxia más rápido de lo que puede fluir desde el exterior, especulan Loeser y sus colegas.

O la formación de estrellas fue tan explosiva que la radiación energética de estrellas jóvenes y calientes expulsó el gas de la galaxia. O tal vez hubo una explosión de radiación procedente de un gran agujero negro en el centro del sistema que en realidad detuvo la formación de estrellas.

Una pequeña galaxia de las primeras etapas del espacio.

Lo que también sorprende a los astrónomos es la baja masa total de Jades-GS-Z7-01-QU. Tiene una masa de unos 500 millones de masas solares y es similar en tamaño a la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea.

Todas las galaxias silenciosas conocidas hasta ahora en el joven universo son mucho más grandes, con masas que superan los diez mil millones de masas solares. Los investigadores subrayan que la baja masa puede hacer que la galaxia sea particularmente sensible a los efectos de retroalimentación que podrían conducir al cese de la formación estelar.

El joven universo era un caldero cósmico

“En el universo joven todo parece haber sucedido más rápido y más dramáticamente”, afirma Tobias Loeser. “Es posible que las galaxias hayan cambiado más rápidamente entre la formación de estrellas y las fases de reposo en ese momento”.

La presencia de una galaxia tan masiva en una fecha tan temprana plantea un gran desafío para los modelos de los astrónomos, añade Gillian Wilson de la Universidad de California en Riverside.

XMM-2599: una de las primeras galaxias monstruosas “muertas”

Impresión artística de la galaxia “muerta” XMM-2599 descubierta en 2019. Foto: NRAO/AUI/NSF, b. saxtón

Astrónomos de la Universidad de California en Riverside hicieron un descubrimiento igualmente sorprendente en 2019, que también incluía una galaxia “muerta”. Un equipo de astrónomos liderado por Benjamin Forrest ha descubierto la galaxia muerta más masiva del universo hasta la fecha, a la que han llamado XMM-2599.

Es un enorme cúmulo de estrellas sin ninguna formación estelar activa. El estudio se realizó en febrero de 2020. “Las cartas del diario astrofísico” publicado.

La galaxia XMM-2599 comenzó a estar inactiva hace doce mil millones de años

Al igual que la galaxia “muerta” mucho más pequeña Jades-GS-Z7-01-QU, la galaxia se formó aproximadamente mil millones de años después del Big Bang y, por lo tanto, se considera un Matusalén cósmico. A pesar de su avanzada edad, la galaxia gigante contiene un número récord de estrellas. Casi dos mil millones de años después del Big Bang (hace entre 12 y 11,8 mil millones de años), XMM-2599 contenía más de 300 mil millones de masas solares.

Cuando el universo tenía menos de mil millones de años, esta galaxia producía más de mil masas solares de estrellas por año. La tasa de formación de estrellas es muy alta. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, produce sólo una estrella al año a pesar de su masa de 1,5 billones de masas solares.

Para información: Las masas de estrellas y otros objetos astronómicos mayores que los planetas son inimaginablemente grandes. Para aproximar su tamaño, los astrónomos utilizan el Sol y su masa como objeto de comparación. Entonces, un objeto con una masa diez veces mayor que la del Sol tiene una masa diez veces mayor que la del Sol.

Pero entonces, XMM-2599 detuvo repentinamente todo el proceso de formación estelar. El universo tenía entre 2 y 1.800 millones de años. Desde entonces, la galaxia ha sido considerada “muerta”, es decir, inactiva, y la galaxia inactiva más masiva jamás vista.

Información: La teoría del Big Bang

La teoría del Big Bang
Según la teoría del Big Bang, nuestro universo surgió de un estado extremadamente caliente y denso, el Big Bang, hace aproximadamente entre 14 y 13,8 mil millones de años. “Esta hipótesis supone que toda la materia del universo se creó en un único big bang en un pasado lejano”, afirmó el astrónomo y matemático Fred Hoyle (1915-2001).

punto primordial
La semilla del universo era mucho más pequeña que un átomo y contenía toda la materia y energía que ahora se extienden a lo largo de miles de millones de años luz. Todo fue creado a partir de esta materia: el sol y las estrellas, la materia y la radiación y la vida. Solamente todo. En algún momento (los físicos no saben por qué), este espacio diminuto, densamente poblado e inimaginablemente caliente comenzó de repente a expandirse hacia el universo. Y todavía lo hace hasta el día de hoy.

Descubrimiento
Fue un sacerdote católico el primero en escuchar el Big Bang del universo y establecer así la teoría del Big Bang: el sacerdote jesuita y astrofísico belga Georges Lemaitre (1894-1966). En 1927, dos años antes que el astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953), a quien todavía se le atribuye el descubrimiento del universo en expansión, Lemaitre publicó su estudio sobre la expansión del universo.

ser
El 25 de abril de 1927, el belga Lemaître simplemente había sentado las bases de nuestra imagen moderna de un universo dinámico y en expansión. Su estudio que marcó época llevó el largo título “Univers Homogene de Masse Constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nebuleuses extra-galactiques” – “Un universo homogéneo de masa constante y radio creciente como explicación de la velocidad radial”. “Nebulosas extragalácticas” – apareció en las actas de los “Annales de la Société Scientifique de Bruxelles”, una revista de física poco conocida.

expansión
Basándose en la teoría general de la relatividad de Albert Einstein (1879-1955) y en la teoría del universo dinámico del matemático ruso Alexander Alexandrovich Friedman (1888-1925), llegó a la conclusión de que el universo se expandía constantemente en el espacio después de su creación.