Re-ionización y primeras galaxias

Re-ionización y primeras galaxias
Foto: John Wise.
Re-ionización y primeras galaxias.

Las pequeñas galaxias que surgieron en la época de la re-ionización contribuyeron en gran medida a dicha re-ionización.

El Big Bang produjo un Universo tan caliente que el gas que contenía estaba ionizado, lo que impedía a los fotones viajar libremente.

Entonces, según la expansión fue enfriando el gas, se alcanzó una temperatura tal que los protones se combinaron con los electrones para producir hidrógeno (similar para el helio).

Eso se produjo unos 380.000 años tras la Gran Explosión y fue precisamente entonces cuando el Universo se hizo transparente por primera vez.

Esos fotones que fueron liberados en ese momento constituyen lo que ahora llamamos Fondo Cósmico de Microondas.

Pero el asunto de la ionización no terminó ahí. Pasó mucho tiempo (millones de años), pero al final se formaron las primeras estrellas.

Doscientos millones de años tras la el Big Bang la radiación ultravioleta de las estrellas empezó a re-ionizar el gas circundante y a los 800 millones de años se completó el proceso en todo el Cosmos.




Esta época de la re-ionización fue el cambio más importante que sufrió el gas en todo el Universo y todavía se prolonga hasta la actualidad, unos 12.000 millones de años después.

Los astrofísicos no se ponen de acuerdo sobre el tipo de galaxias que llevaron a cabo la re-ionización, pues, al fin y al cabo, las estrellas se agrupan en galaxias.

No se puede estudiar directamente esta época oscura con los telescopios actuales.

Por tanto, mientras tanto hay que recurrir a modelos computacionales para saber qué pasaba en ese tiempo.
 
Un grupo de investigadores ha deducido que las propiedades del universo en esa época estaban determinadas en gran parte por las galaxias pequeñas, pues eran precisamente esas galaxias las responsables de un porcentaje apreciable de la re-ionización.

En sus simulaciones se puede observar cómo las galaxias más pequeñas y débiles, que contenían 1000 veces menos estrellas y masa que la Vía Láctea y eran 30 veces más pequeñas contribuyeron con un 30% de la radiación ultravioleta durante la re-ionización.

Otros estudios han despreciado el efecto de estas galaxias enanas porque se suponía que la luz UV de las grandes galaxias vecinas impediría una apreciable formación estelar en las galaxias enanas.

Al final resulta que estas pequeñas galaxias pequeñas sí que tenían formación estelar, sobre todo en el fogonazo que se produjo 500 millones de años tras el Big Bang.

Las galaxias eran pequeñas, pero tan numerosas que contribuyeron significativamente al proceso de re-ionización.

La fracción de fotones ionizantes que escapaban de las galaxias al espacio intergaláctico procedía en un 50% de galaxias pequeñas (de 10 millones de masas solares).

Esta elevada proporción junto a su abundancia es la razón por la que su papel fue tan importante durante la re-ionización.

En las otras galaxias los rayos UV escapaban mal de su interior debido a que estaban llenas de gas, pero en las galaxias pequeñas a los fotones les era más fácil escapar al espacio intergaláctico.

Según estas simulaciones, a los 300 millones de años tras el Big Bang el Universo estaba re-ionizado en un 20%, pasó a estarlo en un 50% a los 550 millones de años y en su totalidad 860 millones de años después de la Gran Explosión.

Se espera que la nueva generación de telescopios pueda arrojar luz sobre este asunto cuando estén operacionales.

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