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    Los orígenes de las Vías Lácteas no son lo que parecen

    Par de galaxias cercanas con posible transferencia intergaláctica:esta imagen muestra M81 (abajo a la derecha) y M82 (arriba a la izquierda), un par de galaxias cercanas donde puede estar ocurriendo una "transferencia intergaláctica". El gas expulsado por las explosiones de supernovas en M82 puede viajar a través del espacio y eventualmente contribuir al crecimiento de M81. Crédito:Fred Herrmann, 2014, cs.astronomy.com/asy/m/galaxies/489483.aspx

    En un análisis único en su tipo, Los astrofísicos de la Universidad Northwestern han descubierto que, contrariamente a la tradición previamente estándar, hasta la mitad de la materia de nuestra Vía Láctea puede provenir de galaxias distantes. Como resultado, cada uno de nosotros puede estar hecho en parte de materia extragaláctica.

    Usando simulaciones de supercomputadora, El equipo de investigación encontró un nuevo modo importante e inesperado de cómo las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea, adquirieron su materia:transferencia intergaláctica. Las simulaciones muestran que las explosiones de supernovas expulsan grandes cantidades de gas de las galaxias, lo que hace que los átomos sean transportados de una galaxia a otra a través de poderosos vientos galácticos. La transferencia intergaláctica es un fenómeno recientemente identificado, lo que indican las simulaciones será fundamental para comprender cómo evolucionan las galaxias.

    "Dada la cantidad de materia a partir de la cual nos formamos puede provenir de otras galaxias, podríamos considerarnos viajeros espaciales o inmigrantes extragalácticos, "dijo Daniel Anglés-Alcázar, un becario postdoctoral en el centro de astrofísica de Northwestern, CIERA (Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica), quien dirigió el estudio. "Es probable que gran parte de la materia de la Vía Láctea estuviera en otras galaxias antes de que fuera expulsada por un poderoso viento, viajó a través del espacio intergaláctico y finalmente encontró su nuevo hogar en la Vía Láctea ".

    Las galaxias están muy separadas unas de otras, así que aunque los vientos galácticos se propagan a varios cientos de kilómetros por segundo, este proceso ocurrió durante varios miles de millones de años.

    El profesor Claude-André Faucher-Giguère y su grupo de investigación, junto con colaboradores del proyecto FIRE ("Feedback In Realistic Environments"), que él codirige, había desarrollado sofisticadas simulaciones numéricas que producían modelos realistas en 3D de galaxias, siguiendo la formación de una galaxia desde justo después del Big Bang hasta la actualidad. Anglés-Alcázar luego desarrolló algoritmos de última generación para extraer esta gran cantidad de datos y cuantificar cómo las galaxias adquieren materia del universo.

    Una galaxia similar a la Vía Láctea (Messier 101):una vista cercana de la galaxia Messier 101, que es una galaxia espiral similar a la Vía Láctea. El Messier 101 tiene una forma similar a un panqueque que vemos de frente. Esta perspectiva muestra la estructura en espiral que le da el sobrenombre de "Galaxia Molinillo". Crédito:NASA

    El estudio, que requirió el equivalente a varios millones de horas de computación continua, será publicado el 26 de julio (27 de julio en el Reino Unido) por el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

    "Este estudio transforma nuestra comprensión de cómo se formaron las galaxias a partir del Big Bang, "dijo Faucher-Giguère, coautor del estudio y profesor asistente de física y astronomía en el Weinberg College of Arts and Sciences.

    "Lo que este nuevo modo implica es que hasta la mitad de los átomos que nos rodean, incluido el sistema solar, en la Tierra y en cada uno de nosotros, no proviene de nuestra propia galaxia sino de otras galaxias, hasta un millón de años luz de distancia, " él dijo.

    Al rastrear en detalle los complejos flujos de materia en las simulaciones, el equipo de investigación descubrió que el gas fluye de galaxias más pequeñas a galaxias más grandes, como la Vía Láctea, donde el gas forma estrellas. Esta transferencia de masa a través de los vientos galácticos puede representar hasta el 50 por ciento de la materia en las galaxias más grandes.

    "En nuestras simulaciones, pudimos rastrear los orígenes de las estrellas en galaxias similares a la Vía Láctea y determinar si la estrella se formó a partir de materia endémica de la propia galaxia o si se formó a partir de gas previamente contenido en otra galaxia, "dijo Anglés-Alcázar, autor correspondiente del estudio.

    Esta es una animación de los flujos de gas durante la formación de una galaxia similar a la Vía Láctea:Esta animación muestra los flujos de gas complejos que participan en la formación de una galaxia similar a la Vía Láctea, como se ve en las simulaciones FIRE. Se muestran las vistas de cara a cara (izquierda) y de borde a derecha (derecha). Crédito:Philip Hopkins, Caltech

    En una galaxia las estrellas están unidas:una gran colección de estrellas que orbitan un centro de masa común. Después del Big Bang hace 14 mil millones de años, el universo estaba lleno de un gas uniforme, sin estrellas, sin galaxias. Pero hubo pequeñas perturbaciones en el gas, y estos empezaron a crecer por la fuerza de la gravedad, eventualmente formando estrellas y galaxias. Después de que se formaran las galaxias, cada uno tenía su propia identidad.

    "Nuestros orígenes son mucho menos locales de lo que pensábamos anteriormente, "dijo Faucher-Giguère, miembro de CIERA. "Este estudio nos da una idea de cómo las cosas que nos rodean están conectadas con objetos distantes en el cielo".

    Los hallazgos abren una nueva línea de investigación para comprender la formación de galaxias, los investigadores dicen, y ahora se puede probar la predicción de la transferencia intergaláctica. El equipo de Northwestern planea colaborar con astrónomos de observación que están trabajando con el telescopio espacial Hubble y observatorios terrestres para probar las predicciones de simulación.

    Las simulaciones se ejecutaron y analizaron utilizando las instalaciones de supercomputación de Extreme Science and Engineering Discovery Environment de la National Science Foundation. así como el clúster de computadoras de alto rendimiento Quest de Northwestern.

    El estudio se titula "El ciclo de bariones cósmicos y la asamblea de masas de galaxias en las simulaciones FIRE".


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