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Formación y evolución de las galaxias



julio 22, 2022

Galaxia pdf

Al igual que en la mayoría de las ramas de las ciencias naturales, los astrónomos y cosmólogos siempre quieren saber la respuesta a la pregunta: «¿Cómo llegó a ser así?» ¿Qué hizo que las galaxias y los cúmulos, supercúmulos, vacíos y filamentos de galaxias tuvieran el aspecto que tienen? La existencia de estos grandes filamentos de galaxias y vacíos es un rompecabezas interesante porque tenemos pruebas (que se discutirán en El Big Bang) de que el universo era extremadamente suave incluso unos cientos de miles de años después de formarse. El reto para los teóricos es entender cómo un universo casi sin rasgos se convirtió en el complejo y abultado que vemos hoy. Gracias a nuestras observaciones y a los conocimientos actuales sobre la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo cósmico, la materia oscura y la estructura a gran escala, ahora estamos preparados para intentar responder a esa pregunta en algunas de las mayores escalas posibles del universo. Como veremos, la respuesta corta a cómo el universo llegó a ser así es «materia oscura + gravedad + tiempo».

Ya hemos visto que las galaxias eran más numerosas, pero más pequeñas, más azules y más torpes, en el pasado lejano que en la actualidad, y que las fusiones de galaxias desempeñan un papel importante en su evolución. Al mismo tiempo, hemos observado cuásares y galaxias que emitieron su luz cuando el universo tenía menos de mil millones de años, por lo que sabemos que las grandes condensaciones de materia habían comenzado a formarse al menos en esa época. También vimos en Galaxias activas, cuásares y agujeros negros supermasivos que muchos cuásares se encuentran en el centro de galaxias elípticas. Esto significa que algunas de las primeras grandes concentraciones de materia deben haber evolucionado hasta convertirse en las galaxias elípticas que vemos en el universo actual. Parece probable que los agujeros negros supermasivos de los centros de las galaxias y la distribución esférica de la materia ordinaria a su alrededor se formaran al mismo tiempo y mediante procesos físicos relacionados.

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Las galaxias albergan la mayor parte de las estrellas del universo y forman las cuentas de las joyas cósmicas que definen la estructura a gran escala. Pero las galaxias no siempre han existido y han cambiado a lo largo de los 13.800 millones de años de historia del universo. Los astrónomos estudian el modo en que se forman y evolucionan las galaxias comparando las diferentes formas a lo largo de la historia del cosmos y rastreando cómo llegaron a tener el aspecto que tienen.

Aunque no podemos ver la Vía Láctea desde fuera, los astrónomos han podido deducir su forma y muchos de sus detalles desde nuestra perspectiva interior. Los investigadores también pueden comparar la información única que tenemos por vivir dentro de la galaxia con lo que observamos en otras galaxias.

Las galaxias son un grupo diverso, aunque los astrónomos las agrupan en algunas categorías según las características que tienen en común. Las galaxias espirales, una categoría que incluye a la Vía Láctea, son las galaxias grandes más comunes del universo. Los investigadores observan un gran número de estas galaxias para entender cómo se forman sus brazos espirales y cuánto duran.

Revisión de la evolución de la galaxia

Las galaxias se han formado progresivamente a través de una compleja combinación de acreción de gas, formación estelar y fusión con otras unidades galácticas. La línea de investigación Formación y Evolución de Galaxias tiene como objetivo desvelar los mecanismos físicos responsables de las transformaciones más significativas de estos objetos. El equipo que compone la línea de investigación está fuertemente involucrado en el desarrollo de instrumentación de vanguardia (FRIDA, GTCAO, HARMONI, WEAVE) y tiene un papel importante en la explotación científica y el desarrollo de proyectos internacionales (SDSS, EUCLID, LSST, WEAVE).

Formación de galaxias desde arriba

Por otra parte, las interacciones que dan lugar a la formación de nuevas estrellas modifican la luminosidad y el color, así como la morfología de cada una de las galaxias. Los estallidos de formación estelar aumentan la luminosidad de las galaxias que, por término medio, adquieren un color más azulado debido a la presencia de estrellas de gran masa en la población joven. Sin embargo, a medida que las galaxias sigan evolucionando, su color y luminosidad volverán a los niveles anteriores a la interacción, ya que estas estrellas jóvenes de gran masa saldrán de la secuencia principal.

La investigación sobre cómo ha evolucionado la población de galaxias en su conjunto ha proporcionado algunas ideas importantes sobre la evolución de las galaxias. Uno de los resultados más importantes, el efecto Butcher-Oemler, muestra que, en promedio, las galaxias eran más azules en el pasado que en la actualidad. Esto indica que el ritmo de formación de estrellas en el Universo ha disminuido en los últimos tiempos, y que el ritmo de evolución de las galaxias es más lento hoy que en el pasado. Estas observaciones deben ser reproducidas por cualquier modelo de formación y evolución de galaxias que tenga éxito.

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