Las primeras galaxias podrían haber enturbiado nuestra lectura del Universo. Un nuevo estudio cuestiona la interpretación tradicional del fondo cósmico de microondas, esta luz fósil del Big Bang.
Los investigadores de las universidades de Bonn, Praga y Nanjing proponen una visión diferente de la formación de las galaxias elípticas. Su estudio, publicado en
Nuclear Physics B, sugiere que la intensidad del fondo cósmico de microondas habría sido sobreestimada. Estas galaxias, entre las primeras en formarse, habrían emitido una luz tan intensa que se superpondría a la señal primordial.
Un mapa del fondo cósmico de microondas.
Crédito: ESA y la colaboración Planck. noirlab.edu/public/images/CMB.
El modelo estándar de la cosmología se basa en una lectura precisa del fondo cósmico de microondas. Esta radiación, emitida 380.000 años después del Big Bang, se considera una prueba de validez de la teoría. Las variaciones mínimas de su intensidad han permitido comprender cómo la materia se aglomeró para formar las primeras estructuras.
Pavel Kroupa y Eda Gjergo han calculado el impacto de las galaxias elípticas en esta señal. Su rápida formación y su luminosidad extrema podrían explicar una parte, o incluso la totalidad, del fondo cósmico de microondas. Este descubrimiento plantea un serio problema al modelo estándar, que podría necesitar revisiones importantes.
Las galaxias elípticas se formaron en solo unos cientos de millones de años. Su luz, viajando desde hace casi 13.800 millones de años, aún sería detectable hoy. Los investigadores estiman que contribuiría al menos en un 1,4% al fondo cósmico de microondas, enturbiando así las mediciones originales.
Esta superposición de señales cuestiona la interpretación de las variaciones del fondo cósmico. Estas variaciones, cruciales para explicar la formación de galaxias, podrían en realidad estar influenciadas por la luz de las galaxias elípticas. Un descubrimiento así requeriría repensar completamente las primeras etapas del Universo.
La galaxia elíptica gigante ESO 325-G004 brillaba 10.000 veces más durante su formación que hoy. Estas galaxias iluminaron brevemente todo el Universo.
Crédito: NASA, ESA y The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); J. Blakeslee (Washington State University)
El estudio abre así nuevas perspectivas sobre la formación de galaxias y la historia del Universo. Si estos resultados se confirman, podrían conducir a una revisión mayor de las teorías cosmológicas actuales. Las próximas observaciones deberán decidir entre estas diferentes interpretaciones.
¿Qué es el fondo cósmico de microondas?
El fondo cósmico de microondas es la luz más antigua del Universo, emitida aproximadamente 380.000 años después del Big Bang. Corresponde al momento en que el Universo se enfrió lo suficiente para que los electrones y protones se unieran formando átomos de hidrógeno, haciendo el Universo transparente a la luz.
Esta luz fósil nos llega hoy en forma de microondas, debido a la expansión del Universo que ha estirado su longitud de onda. Se considera una prueba mayor de la teoría del Big Bang, ofreciendo una instantánea del Universo en sus inicios.
Las mínimas variaciones de temperatura en este fondo cósmico de microondas son cruciales. Reflejan las fluctuaciones de densidad de la materia en el Universo primordial, que luego dieron origen a las galaxias y cúmulos de galaxias. Estas variaciones son por tanto esenciales para entender la estructura actual del Universo.
Sin embargo, el nuevo estudio sugiere que estas variaciones podrían deberse en parte a la luz de las primeras galaxias elípticas. Esto cuestionaría nuestra comprensión de la formación de estructuras cósmicas y requeriría revisar los modelos existentes.
¿Cómo se forman las galaxias elípticas?
Las galaxias elípticas están entre las más antiguas y masivas del Universo. Se caracterizan por su forma esférica o elipsoidal y ausencia de brazos espirales. A diferencia de las galaxias espirales, contienen poco gas y polvo, y su formación estelar es generalmente muy baja.
Estas galaxias se habrían formado durante colisiones y fusiones entre galaxias más pequeñas, en un Universo aún joven. Estos procesos violentos comprimen el gas, desencadenando una intensa formación estelar en un tiempo relativamente corto. Esto explica su luminosidad extrema durante su formación, como sugiere el estudio.
La rápida formación de galaxias elípticas tuvo un impacto significativo en su entorno. Su luz intensa pudo ionizar el gas circundante, influyendo en la formación de generaciones posteriores de galaxias. Esta interacción entre galaxias y su medio es un área de investigación activa en astrofísica.
Si las galaxias elípticas contribuyeron efectivamente al fondo cósmico de microondas, esto implica también que su formación dejó una huella duradera en el Universo. Este descubrimiento podría ayudar a entender mejor los procesos físicos en los primeros estadios del Universo.
Fuente: Nuclear Physics B