MoM-z14, o la galaxia más vieja...
MoM-z14
Ilustración 1
En la foto se ve a MoM-z14, la galaxia más distante
escudriñada hasta ahora.
MoM-z14 es una galaxia
descubierta en 2025 por el programa "Mirage or Miracle" (MoM) del
telescopio espacial James Webb.
Su corrimiento al rojo es z = 14,44 lo que la convierte en la
galaxia más distante descubierta en el universo, situándola a solamente unos
280 millones de años después del Big Bang.
Es por eso que algunas
de sus características la convierten en un objeto que induce a pensar que tal
vez haya que replantear, ya sea el conocimiento sobre la formación y evolución
de las galaxias, o la misma edad del universo.
Es que, de acuerdo a
lo que se sabe, su evolución química no parece corresponderse con los tiempos
disponibles para que suceda.
Evolución Química de una Galaxia
(Ejemplo: MoMZ14)
La
línea de tiempo de enriquecimiento en metales[1] para las
estrellas de una galaxia obedece al siguiente esquema general:
Línea de
Tiempo de Enriquecimiento Químico
·
0–30 Myr (estrellas masivas, supernovas), nacen
estrellas gigantes, de corta vida y que terminan su existencia en forma de una
explosion de supernova. Estas estrellas no contienen metales, sino solamente
hidrógeno y helio y su combustión comienza a producir:
o Producción intensa
de Oxígeno (O).
o Algo de Nitrógeno
primario vía rotación y Wolf–Rayet.
o La relaciónN/C bajo
(Nitrógeno/Carbono) en esta fase.
·
30–300 Myr (estrellas AGB intermedias: 5–8 M☉), ya
contienen algunos metales.
o Expulsión de Carbono
(C) y Nitrógeno. Estas estrellas expulsan Carbono y Nitrógeno al
espacio, lo que hace que las nuevas estrellas que se forman ya contengan dosis
de estos elementos.
o Comienza a subir la
relación N/C. Como consecuencia, comienza a aumentar la relación N/C en
el espacio, es eso lo que origina que las nuevas estrellas que nacen ya
contengan estos elementos en su estructura.
o Señal de que ya
hubo reciclaje estelar. Este proceso es el reciclaje estelar, porque las
estrellas que nacen después ya contienen
Nitrógeno y Carbono como resultado de que este está presente en los discos de
polvo que originan la formación de nuevas estrellas.
·
>300 Myr (AGB de masa baja a intermedia: 1–5 M☉).
Ya en estte período las estrellas contienen cantidades suficientes de Nitrógeno
y Carbono y comienza la:
o Producción de Nitrógeno
secundario y más Carbono.
o N/C aumenta
claramente y se mantiene alto. Como
consecuencia de lo anterior, la razón N/C en estas estrellas ya es más alto y
se mantiene así.
o Evidencia de más
de una generación estelar. O sea, una relación N/C alta implica la
existencia de más de una generación estelar, o que ha transcurrido un tiempo
suficiente como para que las estrellas de primera generación produjeran
suficiente cantidad de Nitrógeno y Carbono, o sea, o las estrellas han
envejecido lo suficiente (300 millones de años o más), o ya hay más de una
generación de estrellas.
O sea, que MoM-z14 verifica las
siguientes “singularidades”
·
Un N/C alto significa que:
o El gas ya no es
prístino (o sea, original, sin rastro de procesos previos de evolución).
o Hubo al menos una
oleada inicial que produjo C y O.
o Estrellas maduras (AGB) ya devolvieron
nitrógeno.
o La galaxia
sobrevivió lo suficiente para completar ciclos de formación y reciclaje.
En la figura
se ve un esquema simplificado de la evolución de la composición química de una
galaxia en función del tiempo. Este esquema muestra cómo MoMz14 es un verdadero
“caso límite” descubierto a partir del telescopio James Webb.
Conclusión
·
MoMZ14 no es una galaxia recién formada.
·
Su relación N/C alta indica que ya hubo varias
generaciones de estrellas, o al menos suficiente tiempo para que las
estrellas de vida más larga enriquecieran el medio interestelar.
·
El estudio de N/C es, por lo tanto, una herramienta
de arqueología cósmica para medir la edad química de galaxias
distantes.
Sin embargo, hay que
tener cuidado con esto, ya que como todos nuestros conocimientos, se
fundamentan en una serie de hipótesis que sólo más observaciones (ya que no es
posible experimentar con el universo) demostrarán su validez, o las
correcciones que deban realizarse. Así, la galaxia MoMz14 es un caso muy
particular, interesante e interpelante, pero no es una prueba de ninguna
negación, ni del Big Bang, ni de la edad estimada del universo (unos 13800
millones de años), así como tampoco de la teoría sobre la formación y evolución
de estrellas y galaxias.
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