Científicos hacen un descubrimiento que cambiaría todo lo que se creía saber sobre el universo y su origen

Un equipo de científicos han hallado una nueva manera de poder explicar ciertas anomalías que se registran en el cosmos y que no se ajustan a las hipótesis que actualmente se tienen sobre la edad que tendría el universo. Este planteamiento trataría de refinar la hipótesis existente de la luz cansada.

Nuestro universo puede doblar en edad lo estimado, según un estudio que desafía el modelo cosmológico dominante y arroja nueva luz sobre el llamado “problema de galaxias tempranas imposibles”.

“Nuestro modelo recién diseñado alarga el tiempo de formación de galaxias en varios miles de millones de años, lo que hace que el universo tenga 26.700 millones de años y no 13.700 como se había estimado anteriormente”, dice en un comunicado el autor Rajendra Gupta, profesor adjunto de física en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ottawa.

Su investigación ha sido publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Durante años, los astrónomos y físicos han calculado la edad de nuestro universo midiendo el tiempo transcurrido desde el Big Bang y estudiando las estrellas más antiguas basándose en el corrimiento hacia el rojo de la luz proveniente de galaxias distantes. En 2021, gracias a las nuevas técnicas y los avances tecnológicos, la edad de nuestro universo se estimó así en 13.797 millones de años utilizando el modelo de concordancia Lambda-CDM.

Sorprendente antigüedad en las galaxias más distantes

Sin embargo, muchos científicos se han sentido desconcertados por la existencia de estrellas como Matusalén que parecen ser más antiguas que la edad estimada de nuestro universo y por el descubrimiento de galaxias tempranas en un estado avanzado de evolución que fue posible gracias al Telescopio Espacial James Webb.

Estas galaxias, que existen apenas unos 300 millones de años después del Big Bang, parecen tener un nivel de madurez y masa típicamente asociado con miles de millones de años de evolución cósmica. Además, son sorprendentemente pequeños en tamaño, lo que agrega otra capa de misterio a la ecuación.

La teoría de la luz cansada de Zwicky propone que el desplazamiento hacia el rojo de la luz de las galaxias distantes se debe a la pérdida gradual de energía por parte de los fotones a lo largo de vastas distancias cósmicas. Sin embargo, se vio que estaba en conflicto con las observaciones.

No obstante, Rajendra Gupta descubrió que “al permitir que esta teoría coexista con el universo en expansión, es posible reinterpretar el desplazamiento hacia el rojo como un fenómeno híbrido, en lugar de que se deba únicamente a la expansión”.

Además de la teoría de la luz cansada de Zwicky, Gupta introduce la idea de la evolución de “constantes de acoplamiento”, de acuerdo con la hipótesis de Paul Dirac. Las constantes de acoplamiento son constantes físicas fundamentales que gobiernan las interacciones entre partículas.

Según Dirac, estas constantes podrían haber variado con el tiempo. Al permitirles evolucionar, el período de tiempo para la formación de las primeras galaxias observadas por el telescopio Webb a altos desplazamientos al rojo puede extenderse desde unos pocos cientos de millones de años hasta varios miles de millones de años. Esto proporciona una explicación más factible para el nivel avanzado de desarrollo y masa observado en estas antiguas galaxias.

Además, Gupta sugiere que la interpretación tradicional de la “constante cosmológica”, que representa la energía oscura responsable de la expansión acelerada del universo, necesita revisión.

En su lugar, propone una constante que da cuenta de la evolución de las constantes de acoplamiento. Esta modificación en el modelo cosmológico ayuda a resolver el rompecabezas de los pequeños tamaños de galaxias observados en el universo primitivo, lo que permite observaciones más precisas.

‘Tumbas estelares’: el nuevo descubrimiento que inquieta a la comunidad científica

Observaciones con el telescopio ALMA han distinguido los sitios de formación estelar y un posible sitio de muerte estelar de la nebulosa circundante en una galaxia a 13.200 millones de años luz.

Esto es lo más lejos que se han observado tales estructuras, según el equipo autor del hallazgo, dirigido por Yoichi Tamura, astrónomo de la Universidad de Nagoya, que publican resultados en The Astrophysical Journal.

Las observaciones anteriores de esta galaxia realizadas por el mismo equipo habían detectado ondas de radio emitidas tanto por el oxígeno como por el polvo, dos componentes de las nebulosas interestelares. Las observaciones detalladas de la distribución de polvo y oxígeno pueden proporcionar pistas sobre cómo nacen y mueren las estrellas dentro de las nebulosas, pero las observaciones carecían de la resolución necesaria para ver la estructura de las nebulosas.

Esta vez, el equipo observó con ALMA durante 28 horas y se acercó a MACS0416-Y1. Los resultados mostraron que las regiones de señal de polvo y las regiones de emisión de oxígeno están intrincadamente entrelazadas, evitándose entre sí, lo que sugiere el proceso en el que las estrellas recién formadas dentro de las nebulosas ionizan el gas circundante.

Además, el equipo encontró una cavidad masiva que abarcaba aproximadamente 1.000 años luz en las regiones dominadas por el polvo. Cuando muchas estrellas nuevas, masivas y de vida corta nacen juntas, las sucesivas explosiones de supernova resultantes crean enormes “superburbujas” en las nebulosas. De hecho, la cavidad descubierta puede ser una superburbuja de este tipo.

Dos luciérnagas en el monte Fuji vista desde Tokio

Takuya Hashimoto de la Universidad de Tsukuba describe el rendimiento de la observación de la siguiente manera: “Corresponde a capturar la luz extremadamente débil emitida por dos luciérnagas ubicadas a 3 centímetros de distancia en la cima del monte Fuji vistas desde Tokio, y ser capaz de distinguir entre esas dos luciérnagas”.

Las mediciones del movimiento del gas en las nebulosas indican un entorno en el que muchas estrellas pueden formarse juntas como cúmulos masivos. El líder del equipo, Tamura, explica en un comunicado: “En el futuro, se puede obtener información más detallada mediante la realización de observaciones de alta resolución de estos cúmulos de estrellas, utilizando instrumentos como el Telescopio Espacial James Webb y los Telescopios Extremadamente Grandes planeados”.

Científicos descubren cómo podría ser el fin de nuestro Sol y del cosmos

La nebulosa resplandeciente IC 2220, apodada la nebulosa Toby Jug debido a su parecido con una antigua jarra inglesa de cerámica para beber, es un raro hallazgo astronómico.

Esta nebulosa de reflexión, ubicada a unos 1.200 años luz de distancia en dirección a la constelación de Carina (la quilla), es una nube de gas y polvo de dos lóbulos, o bipolar, creada e iluminada por la estrella gigante roja en su centro.

Esta fase del final de la vida de las estrellas gigantes rojas es relativamente breve, y las estructuras celestes que se forman a su alrededor son raras, lo que convierte a la Nebulosa Toby Jug en un excelente caso de estudio sobre la evolución estelar.

La imagen, capturada por el telescopio Gemini Sur, la mitad del Observatorio Internacional Gemini, operado por NOIRLab, muestra la magnífica estructura de doble bucle casi simétrica de la Nebulosa Toby Jug y el corazón estelar brillante.

Estas características son exclusivas de las gigantes rojas en transición de estrellas envejecidas a nebulosas planetarias y, por lo tanto, ofrecen a los astrónomos la posibilidad contar con una visión valiosa sobre la evolución de las estrellas de masa baja a intermedia que se acercan al final de sus vidas, así como de las estructuras cósmicas que forman, informa NOIRLab.

En el corazón de la nebulosa Toby Jug se encuentra su progenitor, la estrella gigante roja HR3126. Las gigantes rojas se forman cuando una estrella quema el suministro de hidrógeno en su núcleo. Sin la fuerza exterior de fusión, la estrella comienza a contraerse, esto eleva la temperatura central y hace que la estrella se hinche hasta 400 veces su tamaño original.

Aunque HR3126 es considerablemente más joven que nuestro sol, apenas 50 millones de años en comparación con los 4.600 millones de años del sol, tiene cinco veces la masa. Esto permitió que la estrella quemara su suministro de hidrógeno y se convirtiera en una gigante roja mucho más rápido que el sol.

A medida que HR 3126 se hinchó, su atmósfera se expandió y comenzó a desprenderse de sus capas exteriores. El material estelar expulsado fluyó hacia el área circundante, formando una magnífica estructura de gas y polvo que refleja la luz de la estrella central. Estudios detallados de la nebulosa Toby Jug en luz infrarroja han revelado que el dióxido de silicio (sílice) es el compuesto más probable que refleja la luz de HR3126.

Los astrónomos teorizan que las estructuras bipolares similares a las observadas en la Nebulosa Toby Jug son el resultado de interacciones entre la gigante roja central y una estrella binaria compañera. Sin embargo, las observaciones anteriores no encontraron tal compañero para HR3126.

En cambio, los astrónomos observaron un disco de material extremadamente compacto alrededor de la estrella central. Este hallazgo sugiere que un antiguo compañero binario posiblemente fue triturado en el disco, lo que puede haber desencadenado la formación de la nebulosa circundante.

En unos cinco mil millones de años, cuando nuestro sol haya consumido su suministro de hidrógeno, también se convertirá en una gigante roja y eventualmente se convertirá en una nebulosa planetaria.

Ahora los expertos estiman que en un futuro muy distante, todo lo que quedará de nuestro Sistema Solar será una nebulosa tan vibrante como la Nebulosa Toby Jug con el sol enfriándose lentamente en su corazón.