26/Ene/09

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Teorías de formación de galaxias: ¿equivocadas?

Las galaxias son los bloques básicos del universo. Cada una de ellas comprende cientos de miles de millones de estrellas radiantes, como nuestro Sol. Cada galaxia está sumergida en un halo esférico de materia oscura que no puede verse, pero que se detecta a través de su atracción gravitatoria masiva. La naturaleza exacta de esta materia aún es desconocida

Las galaxias están clasificadas en dos grandes tipos: espirales y elípticas. Las galaxias espirales, como nuestra Vía Láctea, son discos giratorios, ricos en gas hidrógeno, y están formando constantemente nuevas estrellas. Las estrellas jóvenes dan a las galaxias espirales un tinte azul. Por el contrario, las galaxias elípticas tienen cuerpos con una forma más grande y redondeada, y está hechas de viejas estrellas rojas a las que les falta gas. Por tanto nos referimos a ellas como rojas y muertas.

El intento de comprender la manera en que se forman estos dos tipos de galaxias es el reto principal al que se enfrentan los investigadores cosmológicos modernos. La formación de las galaxias es una etapa esencial en los procesos cosmológicos que llevan a la formación de la vida.

Una nueva teoría sobre cómo se formaron las galaxias en el universo hace miles de millones de años ha sido formulada por cosmólogos de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y se opone a las visiones predominantes de cómo comenzaron a existir las galaxias.

La nueva teoría dice que las galaxias se forman principalmente como resultado de intensos ríos cósmicos de gas frío (mayormente hidrógeno) y no, como defienden las teorías actuales, debido principalmente a fusiones galácticas. Los investigadores dicen que estas fusiones tuvieron una influencia limitada en la formación cosmológica del universo tal y como lo conocemos.

Los resultados del grupo de investigación de cosmología, liderado por el Prof. Avishai Dekel, que ostenta la Cátedra Andre Aisenstadt de Física Teórica en el Instituto Racah de Física de la Universidad Hebrea, aparecen en Nature.

El modelo aceptado hasta ahora tiene como base la idea de un gas esférico que cae en un disco central, seguido de fusiones entre discos. La suposición es que las estrellas se formaron lentamente dentro de los discos gaseosos, y que los discos se convirtieron en globos cuando se fusionaron. En tal fusión, las nubes de gas en colisión produjeron un gran estallido de nuevas estrellas a un índice de cientos de masas solares por año.

Este modelo ha sido cuestionado últimamente como resultado de observaciones astronómicas usando nuevos y más potentes telescopios, los cuales permiten observaciones en mayor profundidad del universo, haciendo posible de esta forma examinar lo que sucedió en las galaxias hace 10.000 millones de años (aproximadamente 3.000 millones de años después del Big Bang que dio origen al universo). "Las grandes galaxias, cuando se ven en esta etapa inicial, efectivamente crearon estrellas a gran velocidad, pero no parece ser en absoluto el resultado de fusiones galácticas", dice el Prof. Dekel. Las observaciones astronómicas fueron conducidas por investigadores en Garching, Alemania, encabezadas por el Prof. Reinhard Genzel del Instituto Max Planck, cuyo grupo está colaborando con los investigadores de la Universidad Hebrea.

Surgió la cuestión de cómo es que estas galaxias fueron capaces de formar estrellas tan rápidamente y en cantidades tan grandes en una etapa tan temprana sin fusiones galácticas masivas.

En el artículo publicado en Nature, el Prof. Dekel y sus asociados franceses y de la Universidad Hebrea, proponen su nuevo modelo teórico, el cual explica estos fenómenos observados. Sus hallazgos están basados en simulaciones por ordenador llevadas a cabo por investigadores franceses encabezados por el Prof. Romain Teyssier. Las simulaciones, usando una de las supercomputadoras más potentes de Europa, hizo posible llevar a cabo una investigación detallada y sin precedentes de cómo se formaron las galaxias en los inicios del universo.

La descripción que surge es la construcción de galaxias a partir de un flujo continuo de gas frío a lo largo de unos pocos flujos estrechos, en lugar de fusiones. Estos flujos de gas siguen a los filamentos de la "red cósmica" que define la estructura a gran escala del universo, los filamentos que alimentan a los halos de materia oscura en primer lugar. Estos ríos de gas frío penetran a través del halo de materia oscura y de gas caliente de cada galaxia y alcanza el centro, donde se convierten en un disco giratorio. Estos discos, cada uno sujeto a sus propias fuerzas gravitatorias locales, se rompe en unos pocos cúmulos gigantescos donde el gas se convierte en estrellas de forma muy eficiente.

Mediante sus cálculos, Dekel y su grupo dicen que el índice de formación estelar, como predice la teoría, es compatible con el índice observado. Los investigadores se refieren a estos masivos formadores estelares en los inicios del universo como Corrientes de Alimentación de Galaxias (SFG). El fenómeno de fusión galáctica, desde esta visión, no fue el factor principal como sostiene la actual teoría.

El Prof. Dekel y sus asociados de la Universidad Hebrea, el Prof. Re'em Sari y el Dr. Daniel Ceverino, desarrollaron una teoría física simple que explican tanto la formación de cúmulos gigantescos en los discos masivos iniciales como la forma en que están provocados por los ríos cósmicos. Predicen que la migración de estos cúmulos al centro del disco lleva a la formación de galaxias elípticas desde los inicios del universo, independientemente de las fusiones galácticas. De esta forma están haciendo la revolucionaria propuesta de que el papel de los ríos de gas cósmico no está limitado sólo a la formación de discos de creación estelar, sino que estos también son los responsables de la subsiguiente formación de las galaxias elípticas rojas y muertas.

Fuente: Blog de Astronomía. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard