Pequeñas, pero abundantes: cómo las galaxias menos brillantes iluminaron el universo primitivo
7/7/2014 de Royal Astronomical Society
Una imagen de la simulación donde se aprecia la estructura a gran escala del gas, que está distribuido en filamentos y concentraciones. Las regiones rojas están calentadas por luz ultravioleta procedente de las galaxias (destacadas en blanco). Estas galaxias son unas 1000 veces menos masivas que la Vía Láctea y contribuyeron casi un tercio de la luz ultravioleta durante la reionización. El campo de esta imagen es de 400 000 años-luz de ancho, cuando el Universo sólo tenia 700 millones de años de edad. Crédito: John Wise
Un grupo de astrónomos que estudia el comportamiento del Universo poco después del Big Bang ha realizado un descubrimiento sorprendente: las propiedades del universo primitivo vienen determinadas por las galaxias más pequeñas.
Poco después del Big Bang, el Universo estaba ionizado: la materia ordinaria consistía en hidrógeno con sus protones con carga positiva separados de sus electrones con carga negativa. Al final, el Universo se enfrió lo suficiente para que los electrones y protones se combinaran y formaran hidrógeno neutro. Este gas frío acabaría formando las primeras estrellas del Universo, pero durante millones de años no hubo estrellas. Los astrónomos, por tanto, son incapaces de ver cómo evolucionó el cosmos en estas «épocas oscuras» empleando telescopios convencionales. La luz regresó cuando se formaron nuevas estrellas y las galaxias reionizaron el universo durante la «época de reionización».
Los astrónomos están de acuerdo en que el Universo se reionizó por completo aproximadamente mil millones de años después del Big Bang. Unos 200 millones de años después del nacimiento del cosmos la radiación ultravioleta de las estrellas empezó a dividir el hidrógeno neutro en electrones y protones. Tardó otros 800 millones de años en completar el proceso por todas partes. Esta época de reionización marcó el último cambio importante en el gas del Universo, y sigue ionizado hoy en día, más de 12 mil millones de años más tarde.
Sin embargo, los astrónomos no se ponen de acuerdo acerca de qué tipo de galaxias jugó el papel más importante en este proceso. La mayoría se han centrado en las galaxias más grandes. El nuevo estudio de investigadores de Georgia Institute of Technology y San Diego Supercomputer Center indica que los científicos deberían de fijarse también en las más pequeñas. Los investigadores han empleado simulaciones por ordenador para demostrar que las galaxias más pequeñas y menos brillantes del Universo primitivo fueron esenciales. Estas diminutas galaxias – a pesar de ser 1000 veces menores en masa y 30 veces menores en tamaño que nuestra Galaxia La Vía Láctea, contribuyeron casi al 30 por ciento de la luz ultravioleta durante este proceso.
«Resulta que estas galaxias enanas sí formaron estrellas, normalmente en un solo brote de formación estelar, alrededor de 500 millones de años después del Big Bang», afirma el profesor John Wise, del Georgia Institute of Technology, que ha dirigido el estudio. «Las galaxias eran pequeñas, pero había tantas que contribuyeron con una fracción significativa de la luz ultravioleta en el proceso de reionización».
