Aunque el universo comenzó con una explosion, evolucionó rápidamente a un lugar relativamente fresco y oscuro. Después de unos 100 mil años las luces regresaron y los científicos aún están intentando averiguar por qué.
Los astrónomos saben que la reionización hizo el universo transparente permitiendo que la luz de galaxias distantes puedan viajar casi libremente por el cosmos para llegar a nosotros.
Sin embargo, los astrónomos no entienden completamente la velocidad de escape de ionización de los fotones de galaxias tempranas. Que la tasa de escape es crucial, pero todavía un valor mal limitado, lo que significa que hay una amplia gama de límites superior e inferior en los modelos desarrollados por los astrónomos.
Que la limitación es en parte debido a que los astrónomos se han limitado a métodos indirectos de observación de ionización fotones, lo que significa que sólo vean unos pocos píxeles del objeto y luego hacer suposiciones sobre aspectos no vistos. La detección directa u observar directamente un objeto como una galaxia con un telescopio, proporcionaría una estimación mucho mejor de su tipo de escape.
En un artículo recientemente publicado, un equipo de investigadores, liderados por una Universidad de California, un estudiante graduado de Riverside, utiliza un método de detección directa y encontró que las limitaciones previamente usadas han sido sobrestimadas por cinco veces.
"Este hallazgo abre interrogantes sobre si las galaxias sólo son responsables de la reionización del universo o si las galaxias enanas débiles más allá de nuestros límites de detección actual tienen mayores fracciones de escape para explicar el presupuesto de la radiación que la reionización del universo," dijo Kaveh Vasei, el estudiante graduado quién es el autor principal del estudio.
Es difícil entender las propiedades del universo temprano en gran parte porque esto fue hace más de 12 billones de años. Se sabe que alrededor de 380.000 años después del Big Bang, electrones y protones unidos a átomos de hidrógeno se formaron por primera vez. Conforman más del 90 por ciento de los átomos en el universo y muy eficientemente pueden absorber fotones de alta energía y ser ionizados.
Sin embargo, había muy pocas fuentes para ionizar los átomos en el universo temprano. 1 billón de años después del Big Bang, la materia entre las galaxias eran reionizadas y llegó a ser más transparente. La principal fuente de energía de la reionización se cree que son las estrellas masivas formadas dentro de las primeras galaxias. Estas estrellas tuvieron una vida corta y generalmente nacieron en medio de nubes de gas denso, que hacen muy difícil que las radiaciones ionizantes de los fotones puedan escapar de las galaxias.
Estudios previos sugieren que alrededor del 20 por ciento de estos fotones ionizantes necesitan escapar del entorno denso de gas de las galaxias para contribuir significativamente a la re-ionización del material entre las galaxias.
Desafortunadamente, es muy difícil la detección directa de estos fotones ionizantes y los esfuerzos anteriores no han sido muy exitosos. Por lo tanto, son poco conocidos los mecanismos que conducen a su escape.
Esto ha conducido a muchos astrofísicos utilizar métodos indirectos para estimar la fracción de los fotones que escapan a las galaxias de ionización. En un método popular, el gas se supone que tiene una distribución de "cerca", donde se asume el espacio dentro de las galaxias se compone de regiones de muy poco gas, que son transparentes a la luz de ionización, o regiones de gas denso, opacas. Los investigadores pueden determinar la fracción de cada una de estas regiones mediante el estudio de la luz (espectro) de las galaxias.
En este nuevo estudio liderado por UC Riverside, los astrónomos miden directamente la fracción de los fotones al escapar de la herradura cósmica, una galaxia lejana que está gravitacionalmente con lentes de ionización. Los lentes gravitacionales es la deformación y la amplificación de un objeto de fondo por la curvatura del espacio y el tiempo debido a la masa de una galaxia. Por lo tanto se potencian los detalles de la galaxia de fondo, permitiendo a los investigadores estudiar sus propiedades físicas y luz más claramente.
Basado en el modelo de valla de piquete, esperaba una fracción de escape de 40 por ciento de ionización de fotones de la herradura. Por lo tanto, la herradura representa una oportunidad ideal para obtener por primera vez una imagen clara y resuelta de filtrar radiaciones ionizantes de fotones para ayudar a comprender los mecanismos por los cuales se escapan las galaxias.
El equipo de investigación obtuvo una imagen profunda de la herradura con el telescopio espacial Hubble en un filtro ultravioleta, permitiéndoles detectar directamente escapar radiaciones de fotones ionizantes . Sorprendentemente, la imagen no detectó fotones ionizantes provenientes de la herradura. Este equipo obliga a la fracción de fotones menor del 8%, cinco veces más pequeño que lo que había deducido por métodos indirectos utilizados por los astrónomos de escapar.
"El estudio concluye que la fracción previamente determinada de escapar de las radiaciones ionizantes de las galaxias, según lo estimado por el método indirecto más popular, es probable sobrestimado en muchas galaxias," dijo Brian Siana, coautor del trabajo de investigación y profesor asistente en la UC Riverside.
"El equipo se centra ahora en determinación directa la fracción de escapar radiaciones ionizantes fotones que no dependen de estimaciones indirectas."
Este documento, "la fracción de escape contínua de lyman de la herradura cósmica: una prueba de estimaciones indirectas," ha sido publicado en el Astrophysical Journal.
La herradura cósmica, fotografiada por el telescopio espacial Hubble. Crédito: ESA/Hubble y la NASA.
Los astrónomos saben que la reionización hizo el universo transparente permitiendo que la luz de galaxias distantes puedan viajar casi libremente por el cosmos para llegar a nosotros.
Sin embargo, los astrónomos no entienden completamente la velocidad de escape de ionización de los fotones de galaxias tempranas. Que la tasa de escape es crucial, pero todavía un valor mal limitado, lo que significa que hay una amplia gama de límites superior e inferior en los modelos desarrollados por los astrónomos.
Que la limitación es en parte debido a que los astrónomos se han limitado a métodos indirectos de observación de ionización fotones, lo que significa que sólo vean unos pocos píxeles del objeto y luego hacer suposiciones sobre aspectos no vistos. La detección directa u observar directamente un objeto como una galaxia con un telescopio, proporcionaría una estimación mucho mejor de su tipo de escape.
En un artículo recientemente publicado, un equipo de investigadores, liderados por una Universidad de California, un estudiante graduado de Riverside, utiliza un método de detección directa y encontró que las limitaciones previamente usadas han sido sobrestimadas por cinco veces.
"Este hallazgo abre interrogantes sobre si las galaxias sólo son responsables de la reionización del universo o si las galaxias enanas débiles más allá de nuestros límites de detección actual tienen mayores fracciones de escape para explicar el presupuesto de la radiación que la reionización del universo," dijo Kaveh Vasei, el estudiante graduado quién es el autor principal del estudio.
Es difícil entender las propiedades del universo temprano en gran parte porque esto fue hace más de 12 billones de años. Se sabe que alrededor de 380.000 años después del Big Bang, electrones y protones unidos a átomos de hidrógeno se formaron por primera vez. Conforman más del 90 por ciento de los átomos en el universo y muy eficientemente pueden absorber fotones de alta energía y ser ionizados.
Sin embargo, había muy pocas fuentes para ionizar los átomos en el universo temprano. 1 billón de años después del Big Bang, la materia entre las galaxias eran reionizadas y llegó a ser más transparente. La principal fuente de energía de la reionización se cree que son las estrellas masivas formadas dentro de las primeras galaxias. Estas estrellas tuvieron una vida corta y generalmente nacieron en medio de nubes de gas denso, que hacen muy difícil que las radiaciones ionizantes de los fotones puedan escapar de las galaxias.
Estudios previos sugieren que alrededor del 20 por ciento de estos fotones ionizantes necesitan escapar del entorno denso de gas de las galaxias para contribuir significativamente a la re-ionización del material entre las galaxias.
Desafortunadamente, es muy difícil la detección directa de estos fotones ionizantes y los esfuerzos anteriores no han sido muy exitosos. Por lo tanto, son poco conocidos los mecanismos que conducen a su escape.
Esto ha conducido a muchos astrofísicos utilizar métodos indirectos para estimar la fracción de los fotones que escapan a las galaxias de ionización. En un método popular, el gas se supone que tiene una distribución de "cerca", donde se asume el espacio dentro de las galaxias se compone de regiones de muy poco gas, que son transparentes a la luz de ionización, o regiones de gas denso, opacas. Los investigadores pueden determinar la fracción de cada una de estas regiones mediante el estudio de la luz (espectro) de las galaxias.
En este nuevo estudio liderado por UC Riverside, los astrónomos miden directamente la fracción de los fotones al escapar de la herradura cósmica, una galaxia lejana que está gravitacionalmente con lentes de ionización. Los lentes gravitacionales es la deformación y la amplificación de un objeto de fondo por la curvatura del espacio y el tiempo debido a la masa de una galaxia. Por lo tanto se potencian los detalles de la galaxia de fondo, permitiendo a los investigadores estudiar sus propiedades físicas y luz más claramente.
Basado en el modelo de valla de piquete, esperaba una fracción de escape de 40 por ciento de ionización de fotones de la herradura. Por lo tanto, la herradura representa una oportunidad ideal para obtener por primera vez una imagen clara y resuelta de filtrar radiaciones ionizantes de fotones para ayudar a comprender los mecanismos por los cuales se escapan las galaxias.
El equipo de investigación obtuvo una imagen profunda de la herradura con el telescopio espacial Hubble en un filtro ultravioleta, permitiéndoles detectar directamente escapar radiaciones de fotones ionizantes . Sorprendentemente, la imagen no detectó fotones ionizantes provenientes de la herradura. Este equipo obliga a la fracción de fotones menor del 8%, cinco veces más pequeño que lo que había deducido por métodos indirectos utilizados por los astrónomos de escapar.
"El estudio concluye que la fracción previamente determinada de escapar de las radiaciones ionizantes de las galaxias, según lo estimado por el método indirecto más popular, es probable sobrestimado en muchas galaxias," dijo Brian Siana, coautor del trabajo de investigación y profesor asistente en la UC Riverside.
"El equipo se centra ahora en determinación directa la fracción de escapar radiaciones ionizantes fotones que no dependen de estimaciones indirectas."
Este documento, "la fracción de escape contínua de lyman de la herradura cósmica: una prueba de estimaciones indirectas," ha sido publicado en el Astrophysical Journal.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario
Comenta si te gustó lo que acabas de ver.