sábado, 9 de agosto de 2008

Primero fueron estrellas en bruto, pero murieron jóvenes, dicen los astrónomos

Desde el NY Times

Por DENNIS OVERBYE
Traducción: KC

Las primeras estrellas en el universo fueron
monstruos brutales de corta duración, y cambiaron la naturaleza del cosmos para siempre, lanzando una oscura niebla que asfixiió el espacio durante 300 millones de años, para empezar a enriquecer el cosmos con los bloques de la vida.

Esa es la noticia de una nueva simulación por ordenador de los primeros años del universo, realizada por un grupo de astrónomos dirigido por Naoki Yoshida de la Universidad de Nagoya en Japón.

Los cálculos muestran cómo los pequeños grumos en la distribución de materia y energía, podrían atraer más materia por efecto de la gravedad, calentarse, contraerse y convertirse en los primeros "objetos cósmicos" - diminutas semillas o proto-estrellas de un centésimo de la masa del Sol. En unos 10,000 años, más o menos, por la succión en los alrededores de las nubes de gas, probablemente se convertían en estrellas
gigantes, por lo menos 100 veces más masivas que el Sol.

Poéticamente, esas primeras estrellas se quemarían en intenso brillo y morirían jóvenes, quemándose en el término de sólo un millón de años, lo que significa que estas simulaciones por ordenador son los únicos telescopios a través del cual estas estrellas originales se pueden observar.

"Las simulaciones ofrecen un panorama muy claro de cómo las primeras estrellas se formaron", dijo el Dr Yoshida, en una conferencia de prensa telefónica el 30 de julio. Él y sus colegas informaron de sus hallazgos en un artículo publicado en Science el 25 de julio.

Volker Bromm, un astrónomo en la Universidad de Texas, en Austin, que no formaba parte del equipo, dice que el trabajo del Dr Yoshida ha llevado las simulaciones de las primeros etapas del universo a un nuevo nivel, aunque todavía queda mucho por hacer. "El objetivo final de la predicción de la masa y de las propiedades de las primeras estrellas está ahora al alcance de la mano", escribió en un comentario que acompaña al artículo en Science.

Lars Hernquist del Centro Harvard-Smithsonian for Astrophysics, un miembro
del equipo del Dr Yoshida, describió los cálculos como un intento para llenar un vacío en los conocimientos cosmológicos.

Los astrónomos tienen una buena idea de lo que el universo era a una edad de 400,000 años, a partir del estudio de un reducto de neblina de microondas que dejó el Big Bang, y saben lo que es hoy. "Este estudio está diseñado para comprender cómo los objetos entraron en el universo", dijo, "y la forma en que afectan a lo que vino después."

La aparición de las primeras estrellas, unos 300 millones de años después del Big Bang, fue un acontecimiento histórico por dos razones. En primer lugar, se encendió un universo que había estado oscuro desde poco después de que los fuegos del Big Bang se habían enfriado. A través de la fusión termonuclear, recibieron también el una adición por la transformación alquímica del cosmos, desde estar compuesto esencialmente de hidrógeno y helio
puros hasta estar hoy plagado con elementos más pesados como el carbono, oxígeno, nitrógeno y hierro.

Las estrellas más masivas se queman más rápido y más calientes, y producen
copiosamente elementos más pesados que las menos masivas. Por lo tanto, el resultado del Dr Yoshida significaría que este proceso de enriquecimiento inició con un comienzo rápido, que los astrónomos pueden probar mirando en las abundancias de estos elementos en las estrellas con menor masa y, por tanto, alrededor de estrellas más antiguas.

Estas estrellas masivas también han sido prodigiosas productoras de radiación ultravioleta necesaria para ionizar el hidrógeno, que llenó el universo con una opaca niebla después del enfriamiento del Big Bang, y hacerlo transparente para la luz visible, por lo tanto, poniendo fin a lo que los cosmólogos llaman la "edad oscura".

Los astrónomos han razonado mucho que las primeras estrellas pudieron haber sido masivas, ya que sin los elementos pesados, que los astrónomos llaman metales, las nubes de hidrógeno y helio, los gases primordiales, no son fáciles de enfriar. Así que mientras esos primeros bultos se comprimían bajo la presión de la entrada de material, también se calentaban y la hacían retroceder. Sólo en caso de grandes cantidades de gas, la gravedad podía superar la presión para que la estrella comenzara a formarse.

Los astrónomos han estado utilizando durante décadas las computadoras para simular el movimiento de partículas cósmicas juntándose por efecto de la gravedad, pero por lo general, han tenido que parar cuando las aglomeraciones se volvieron
suficientemente densas y calientes para otras fuerzas - radiaciones, calor y dinámica de gases - para complicar las cosas. El Dr Yohsida dice que su simulaciones fueron los primeros intentos en ser capaces de seguir las complejas interacciones entre el gas y la radiación que dominó la evolución de la protoestrella.

El Dr Yoshida dijo que su programa de ordenador, "como una obra de arte", ha estado en desarrollo durante siete u ocho años. Las simulaciones, realizadas en una red de 70 ordenadores, comenzará con el universo como una mezcla casi estable de hidrógeno, helio y la misteriosa materia oscura - tal vez nubes de partículas elementales aún sin identificar - cuya gravedad conformó la distribución de materia en el universo.

Con el paso del tiempo, las pequeñas ondulaciones en la materia oscura causaron que la materia ordinaria se convirtiese en una especie de pantano, se calentase, perdiese energía por radiación y, a continuación, encogerse, eventualmente formando semillas estables de alrededor de un centésimo de la densidad del agua y alrededor de un centésimo de la masa el Sol. Por ahora eso es en lo que van los rigurosos cálculos.

Las semillas, sin embargo, están rodeadas de enormes cantidades de gas, a partir de las cuales es probable que crezcan. Pero ¿en qué medida? Esto depende de otros cálculos.

Significativamente, los cálculos no mostraron el gas fragmentándose en pequeños bosquetes en su camino para convertirse en protoestrella. Si el material se hubiese fragmentado, el doctor
Hernquist explicó, las primeras estrellas hubieran sido más cercanas al Sol en masa y en historias de vida, así como en a forma en que mueren. "Es de vital importancia decidir al final exactamente cómo estas estrellas masivas son", dijo. Eso ayudará a los astrónomos a deducir lo que les podría haber ocurrido ¿Estuvieron dispersas por los cielos en las explosiones de supernovas o tal vez colapsaron en un agujero negro?

"No sabemos cómo murieron", dijo el Dr Hernquist.

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