[Alumnos] Re-Ionizing the Universe without Stars

[Guido Moyano Loyola]

Hola a todos,

estos mails van a intentar ser un resumen de algunas de las charlas que
estoy presenciando. Solo son a modo informativo y para fomentar a los
interesados a buscar información sobre el asunto
tratado y a discutir sobre el tema expuesto (y ojala motivar a otros a hacer
lo mismo), y darle un enfoque mas científico a la cuenta de alumnos ;)

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*Re-Ionizing the Universe without Stars*

En esta charla, Mark Dopita, de la Universidad Nacional de Australia (ANU),
mostró su trabajo relacionado con una opción diferente para justificar la
reionizacion del Universo.

La idea general (antes de la alternativa presentada en esta charla) respecto
a la historia del Universo puede verse en el siguiente esquema:

http://www.astronomynotes.com/cosmolgy/CMB_Timeline.jpg

donde la reionizacion fue el resultado del nacimiento de las primeras
estrellas (Poblacion III).

Como se puede apreciar en el diagrama (el del link), el satélite WMAP
(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) mostr'o que la reionizacion pudo
ocurrir en una época muy temprana en la
historia del Universo (aproximadamente a Z=10.6, que corresponde a una edad
cercana a los 0.45Gyr).
Cual es el problema con esta imagen?, que a 4.5Gyr el Universo no tenia la
suficiente cantidad de estrellas que pudieran entregar fotones UV para
producir la reionizacion.

Hay un problema adicional en todo esto (al menos un problema del que los
científicos se dieron cuenta hasta ahora), y es una publicacion que apareció
este año en Nature
(Mortlock et al, 2011 Nature). Ellos pudieron observar un quasar muy
luminoso a Z=7.085 (se cree que el origen de estos quasares son agujeros
negros supermasivos), esto significa
que tenemos un agujero negro supermasivo dentro de los primeros 0.76Gyr del
Universo!.
Para completar esta hermosa imagen de tener un objeto que no estoy del todo
seguro si se esperaba, resulta que este objeto tiene las siguiente
características

M ~ 2 x 10^9 Masas solares (que es dentro de todo esperable)
L ~ 6 x 10^13 Luminosidad solar (que creo que esta dentro de los limites
esperados)

pero la característica mas notable es....QUE TIENE UNA ABUNDANCIA QUIMICA
SOLAR!!!!, esto significa, que nació en un ambiente ya enriquecido por una
generación previa
de estrellas, y esto dentro de los primeros 0.76Gyr.
No pude leer el trabajo de Mortlock et al en Nature todavía, pero se que
survey que están realizando, esperan encontrar al menos un centenar de estos
objetos (así que estén en
sintonía para ver como se van a ajustar estas observaciones en la idea
cosmológica de hoy en día).

Volviendo al tema principal del trabajo, que es lo que provoca la
re-ionizacion?, la respuesta parece trivial: Fotones UV. Ahora la pregunta
capciosa: de donde provienen estos fotones?,
ni idea, pero se cree que el origen puede ser alguno de los siguientes (o
una combinacion de ellos):

* AGN (Active Galactic Nuclei)
* El colapso del gas que formo las primeras galaxias
* Exótica estrellas de Poblacion III (Haiman 2011 Nature, Mirabel 2011 A&A
528)
* Decaimiento de partículas exótico

Mark y sus colaboradores, basandose en las observaciones de la WFC #3 (Wide
Field Camera en el Telescopio Espacial) encontraron que las novedades acerca
de la cantidad
de estrellas en los primeros momentos del Universo no son buenas; las
estrellas parecerían solo aportar el 10% de los fotones necesarios para
producir la reionizacion. Ahora, obviamente
este calculo se realizo en una escala local de formacion estelar, si se
distribuye esta formacion estelar de manera homogenea en el Universo,
entonces si obtendríamos que las estrellas
son las responsables de la reionizacion (Wise & Abel, 2007).

Finalmente, cual es el planteo del equipo de Mark:

Los halos masivos de materia oscura provocan que la materia barionica
empiece a colapsar (esto sucede alrededor de Z=14). Esta caída libre del gas
provoca un frente de choque,
el cual mediante colisiones hace que el gas se enfrie mediante la emisión de
fotones UV. Cuando el numero de fotones ionizantes supera el numero de
bariones que están siendo acretados,
el frente de ionizacion se desacopla del frente de choque. Esto proceso
comenzaria a Z=14 y para cuando llegamos a Z=6 produciría la reionizacion en
el Universo.


---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Como mencione, estos mails no son mas que mi interpretación (y en parte, lo
que entendí) de las charlas expuestas, no tienen como idea dar una idea
definitiva de un tema, así como tampoco una idea cerrada.
El objetivo es el motivar (a los que se sientan interesados por el tópico
del mail) a buscar mas información, tanto en el *ADS* (
http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html), como en *astro-ph* (
xxx.lanl.gov)

PD: faltas de ortografia se deben principalmente a que tengo un teclado con
mapeo ingles, y que el corrector ortografico de gmail no es taaan bueno.
PD2: cualquier sugerencia respecto a estos mails es bienvenida. Gracias!
PD3: como siempre, gracias a todos lo que me enviaron mails respecto a lo
que envio :)

Saludos


-- 
Guido Moyano Loyola
Swinburne University H39
PO Box 218
Hawthorn, VIC 3122
Phone: +61392148707
http://astronomy.swin.edu.au/staff/gmoyano.html
------------ próxima parte ------------
Se ha borrado un adjunto en formato HTML...
URL: <https://www.fcaglp.unlp.edu.ar/mailman/private/alumnos/attachments/20110722/18b27d19/attachment.htm>