viernes, 6 de marzo de 2015

¿Por qué el Universo no es tan brillante como debería?

NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration
Investigadores del MIT, la Universidad de Columbia y la Universidad Estatal de Michigan han reconstruido una teoría que describe la forma en la que los cúmulos de galaxias pueden regular la formación de estrellas.

Cuando el gas intracumular se enfría rápidamente, se condensa, para después colapsar dando lugar al nacimiento de nuevas estrellas. Los científicos siempre han pensado que algún mecanismo era el responsable de mantener a este gas lo suficientemente frío como para que diera lugar a la formación estelar. Pero desconocían su origen.

Para algunos cúmulos de galaxias, el gas intracumular puede permanecer demasiado caliente, del orden de unos cientos de millones de grados centígrados. Incluso si una región experimentase un enfriamiento, la intensidad del calor que la rodea mantendría dicha región caliente por el fenómeno de la conducción.

"Sería como poner un cubo de hielo en una olla hirviendo. El agua seguiría hirviendo", comenta Michael McDonald del MIT. "A estas súper-altas temperaturas el fenómeno de la conducción evita la formación de estrellas".

Para los llamados cúmulos de galaxias de "núcleo frío", el gas presente en su interior puede permanecer lo suficientemente frío como para formar algunas estrellas. Sin embargo, una parte de este gas frío puede caer en las redes gravitatorias de algún agujero negro provocando un calentamiento del entorno, y evitando así la formación de muchas estrellas. Los científicos han llamado a este fenómeno "retroalimentación por precipitación impulsada".

"La combinación de la conducción y la retroalimentación por precipitación impulsada da una imagen sencilla y clara de cómo se produce la formación de estrellas en los cúmulos de galaxias." Dice McDonald.

En todo el Universo existen básicamente dos clases principales de cúmulos de galaxias: aquellos que se están enfriando dando lugar a la formación de estrellas y aquellos que aún no han tenido el suficiente tiempo para enfriarse.

El Cúmulo de Coma aún no ha tenido el tiempo suficiente para enfriarse. Posee gas a una temperatura de 100 millones de grados centígrados. Para que este gas comience a formar estrellas, debería seguir enfriándose durante varios millones de años más. En cambio, el Cúmulo de Perseo, posee un gas lo suficientemente frío como para que se estén formando estrellas. Pero no se forman a la velocidad esperada por los científicos.

"La cantidad de gas presente en estos cúmulos podría formar hasta 10 veces más estrellas de las que vemos", comenta McDonald. Luego debe existir algún mecanismo que frene la formación estelar.

Visto este resultado, McDonald y sus colegas han elaborado un marco teórico que se basa en dos mecanismos anti-enfriamiento. Lo primero que han evaluado los científicos es el comportamiento del gas intracumular basado en la masa, densidad, temperatura y radio de los cúmulos. Encontraron que existe una temperatura crítica, por debajo de la cual, el enfriamiento del gas se acelera significativamente, lo que provoca que dicho gas se enfríe lo suficiente como para formar estrellas.

Los dos mecanismos estudiados por los científicos difieren en función de si un cúmulo de galaxias se encuentra por encima o por debajo del umbral de temperatura crítica. Para los grupos que se encuentran por encima, el fenómeno de la conducción pone freno a la formación de las estrellas. Es decir, el gas caliente que colinda con el gas frío, mantiene a todo el cúmulo a altas temperaturas, imposibilitando la formación estelar.

"Para estos grupos caliente, la formación de estrellas no se produce", comenta McDonald. "Si te encuentras en un régimen de altas temperaturas,la refrigeración es muy ineficiente".

Para los cúmulos que se encuentran por debajo del umbral crítico, el enfriamiento del gas es más sencillo. Sin embargo, en estos cúmulos la retroalimentación por precipitación impulsada regula la formación estelar. Mientras que el gas refrigerado se condensa rápidamente para dar lugar a la formación de estrellas, también puede precipitar hacia un agujero negro central, que al emitir jets a altas temperaturas calienta el gas que lo rodea evitando la formación de nuevas estrellas.

"En el Cúmulo de Perseo hemos visto cómo estos jets calientan el gas cercano", comenta McDonald.

McDonald y sus colegas compararon su marco teórico con las observaciones de cúmulos de galaxias distantes, y encontraron que los cúmulos de galaxias se dividían en dos grupos: racimos que se enfrían lentamente y otros que lo hacen rápidamente. Y mediante la aplicación de su marco teórico, los científicos creen que pueden ser capaces de predecir la evolución de estos cúmulos de la galaxias y su tasa de formación estelar.

Los investigadores esperan poder profundizar en la teoría para ver si los mecanismos que regulan la formación de estrellas en cúmulos también se aplican a las galaxias individuales. La evidencia preliminar sugiere que sí es el caso.

"Si podemos utilizar toda esta información para entender por qué, o por qué no, se forman las estrellas a nuestro alrededor, entonces hemos dado un gran paso adelante", dice McDonald.

La investigación sigue en marcha a la espera de ofrecer resultados más concluyentes.



Más información en el enlace.


2 comentarios:

  1. Hola Verónica.
    mis más sinceras felicitaciones por ese "Gran paso a delante" Creo que cualquier paso, por pequeño que sea es importante.
    Pero a pesar de la poca información que contiene el articulo, se puede intuir que siguen teniendo problemas, i este seguramente, no sera más que otra forma de intentar rodear el problema.
    Seguimos teniendo un grabe problema con la T.G.R. no consiguen que funcione deseablemente en ciertas circunstancias, igual que no lo pudo resolver Einstein.
    Es lamentable, desde mi punto de vista, pretender que la solución a muchos problemas pase o sean los agujeros negros.
    Sin embargo, i si mal no he leído en el articulo, no se pronuncia ni la materia oscura ni la energía oscura. Supongo que ambas resultan más difíciles de tratar, que los agujeros negros.
    Una pequeña aclaración. No digo que la T.G.R. este mal, si no que da problemas.
    Seguiremos dando pequeños pasos, aun que muchas veces no entendamos como representar esos pequeños movimientos-;)
    Un saludo.
    Josep Martí

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    1. Este tipo de artículos no contiene mucha información porque las investigaciones siguen en marcha. Pero poco a poco, la ciencia va avanzando.

      Un saludo!

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