La energía oscura podría estar formada de partículas pesadas (lentas) o más livianas (rápidas). En un caso se habla de energía oscura fría (partículas lentas y pesadas) o caliente (partículas livianas y rápidas). Su interacción con la materia en las primeras etapas del universo tendrían distintas cosecuencias en la formación de estrellas. Un nuevo estudio al respecto se publica en Science, gracias a la realización de simulaciones numéricas.
Portada de Science. Imagen:Liang Gao and Tom Theuns, Institute for Computational Cosmology, Durham University
Las primeras estrellas en el universo temprano se habría formado en cadenas, si la energía oscura fuese caliente, según un estudio publicado por la AAAS (American Association for the Advancement of Science) en la edición del 14 de septiembre en Science. En contraste, simulaciones con energía oscura fría generalmente muestran que las primeras estrellas se habrían formado en grupos.
Los descubrimientos, basados en simulaciones numéricas podrían posibilitar un mejor entendimiento sobre cuándo las primeras estrellas comenzaron a iluminar el universo y quizás explicar cómo se forman ciertos agujeros negros.
Luego del Big Bang, el universo se expandió rápidamente pero permaneció liso y oscuro por unos 100 millones de años. La energía oscura comenzó a formar estructuras, tirando con su gravedad de hidrógeno, helio y litio que se condensaron para formar estrellas.
La energía oscura fría, que ha sido relativamente bien estudiada en simulaciones, se propagó en el universo en ondas. Habría colapsado en pequeñas, casi esféricas estructuras, creando huecos que atrayeron los gases llevando a la formación de estrellas.
Como las partículas de la energía oscura caliente se mueven más rápido, sin embargo, previniendo la formación de pequeñas estructuras. De acuerdo a los autores, el gas se habría condensado en largos filamentos, extendiéndose rápidamente a lo largo de su eje más corto debido a la gravedad.
"Los filamentos habrían sido de 9000 años luz de largo, lo que es un cuarto del tamaño de la Vía Láctea. Se habrían fragmentado en gigantes ráfagas de formación estelar, un evento espectacular para contemplar", dice el autor Liang Gao de la Universidad de Durham.
Además de producir la primera luz en el universo, estas estrellas habrían formado los primeros elementos pesados, como el carbono y oxígeno. Estos elementos son cruciales para formar objetos sólidos como la Tierra y los demás planetas rocosos.
Algunas de estas estrellas tendrían muy baja masa, por lo que su tiempo de vida sería mayor. Es decir que, quizás, algunas sean aún detectables.
La energía oscura caliente podría explicar la existencia de supermasivos agujeros negros. Es que con la energía oscura fría, aunque se forman estos densísimos objetos, son de relativamente poco tamaño. Pero los filamentos de energía oscura caliente habrían eventualmente colpasado, dice Gao y su colega Theuns, forzando estrellas, gas y pequeños agujeros negros a juntarse, escenario perfecto para el crecimiento de agujeros negros mayores.
En su simulación, los investigadores asumieron que las partículas de energía oscura con un 0.6% de la masa de un electrón, lo que sería similar a la teórica partícula "gravitino", una partícula predicha por la teoría de supersimetría.
Fuentes y links relacionados
NewScientist:Warm dark matter solves mystery of giant black holes
Nota en EurekAlerte
Nota de prensa en AAAS
Science:Lighting the Universe with Filaments, por Liang Gao de Durham University y Tom Theuns de Durham University
Portada de Science. Imagen:Liang Gao and Tom Theuns, Institute for Computational Cosmology, Durham University
Las primeras estrellas en el universo temprano se habría formado en cadenas, si la energía oscura fuese caliente, según un estudio publicado por la AAAS (American Association for the Advancement of Science) en la edición del 14 de septiembre en Science. En contraste, simulaciones con energía oscura fría generalmente muestran que las primeras estrellas se habrían formado en grupos.
Los descubrimientos, basados en simulaciones numéricas podrían posibilitar un mejor entendimiento sobre cuándo las primeras estrellas comenzaron a iluminar el universo y quizás explicar cómo se forman ciertos agujeros negros.
Luego del Big Bang, el universo se expandió rápidamente pero permaneció liso y oscuro por unos 100 millones de años. La energía oscura comenzó a formar estructuras, tirando con su gravedad de hidrógeno, helio y litio que se condensaron para formar estrellas.
La energía oscura fría, que ha sido relativamente bien estudiada en simulaciones, se propagó en el universo en ondas. Habría colapsado en pequeñas, casi esféricas estructuras, creando huecos que atrayeron los gases llevando a la formación de estrellas.
Como las partículas de la energía oscura caliente se mueven más rápido, sin embargo, previniendo la formación de pequeñas estructuras. De acuerdo a los autores, el gas se habría condensado en largos filamentos, extendiéndose rápidamente a lo largo de su eje más corto debido a la gravedad.
"Los filamentos habrían sido de 9000 años luz de largo, lo que es un cuarto del tamaño de la Vía Láctea. Se habrían fragmentado en gigantes ráfagas de formación estelar, un evento espectacular para contemplar", dice el autor Liang Gao de la Universidad de Durham.
Además de producir la primera luz en el universo, estas estrellas habrían formado los primeros elementos pesados, como el carbono y oxígeno. Estos elementos son cruciales para formar objetos sólidos como la Tierra y los demás planetas rocosos.
Algunas de estas estrellas tendrían muy baja masa, por lo que su tiempo de vida sería mayor. Es decir que, quizás, algunas sean aún detectables.
La energía oscura caliente podría explicar la existencia de supermasivos agujeros negros. Es que con la energía oscura fría, aunque se forman estos densísimos objetos, son de relativamente poco tamaño. Pero los filamentos de energía oscura caliente habrían eventualmente colpasado, dice Gao y su colega Theuns, forzando estrellas, gas y pequeños agujeros negros a juntarse, escenario perfecto para el crecimiento de agujeros negros mayores.
En su simulación, los investigadores asumieron que las partículas de energía oscura con un 0.6% de la masa de un electrón, lo que sería similar a la teórica partícula "gravitino", una partícula predicha por la teoría de supersimetría.
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