protogalaxia
En cosmología física , una protogalaxia , que también podría llamarse " galaxia primigenia ", es una nube de gas que se está formando en una galaxia . Se cree que la tasa de formación de estrellas durante este período de evolución galáctica determinará si una galaxia es una galaxia espiral o elíptica ; una formación estelar más lenta tiende a producir una galaxia espiral. Los cúmulos de gas más pequeños en una protogalaxia se convierten en estrellas .
Generalmente se acepta que el término "protogalaxia" en sí mismo significa "Progenitores de las galaxias actuales (normales), en las primeras etapas de formación". Sin embargo, las "primeras etapas de formación" no es una frase claramente definida. Podría definirse como: "El primer gran estallido de formación estelar en un progenitor de una galaxia elíptica actual"; "La época de fusión máxima de halos oscuros de los fragmentos que se ensamblan para producir una galaxia promedio hoy"; "Un cuerpo todavía gaseoso antes de que haya tenido lugar cualquier formación estelar."; o "una región demasiado densa de materia oscura en el universo muy primitivo , destinada a unirse gravitacionalmente y colapsar".[1]
Se cree que el universo primitivo comenzó con una distribución casi uniforme (cada partícula a la misma distancia de la siguiente) de materia y materia oscura. La materia oscura entonces comenzó a agruparse bajo la atracción gravitatoria debido al espectro de perturbación de densidad inicial causado por las fluctuaciones cuánticas . [1] Esto se deriva del principio de incertidumbre de Heisenberg, que muestra que puede haber pequeños cambios temporales en la cantidad de energía en el espacio vacío. [ cita requerida ] Se pueden formar pares de partículas/ antipartículas a partir de esta energía a través de la equivalencia masa-energía, y la atracción gravitacional hace que otras partículas cercanas se muevan hacia él, alterando la distribución uniforme y creando un centro de gravedad, acercando las partículas cercanas. Cuando esto sucede en el tamaño actual del universo, es insignificante, pero el estado de estas pequeñas fluctuaciones a medida que el universo comenzó a expandirse desde un solo punto dejó una impresión que se amplió a medida que el universo se expandió, lo que resultó en grandes áreas de mayor densidad. La gravedad de estos grupos más densos de materia oscura hizo que la materia cercana comenzara a caer en la región más densa. [2] Este tipo de proceso fue observado y analizado por Nilsson et al. en 2006. [3] [4] Esto resultó en la formación de nubes de gas, predominantemente hidrógeno, y las primeras estrellas comenzaron a formarse dentro de estas nubes. Estas nubes de gas y estrellas tempranas, muchas veces más pequeñas que nuestra galaxia, fueron las primeras protogalaxias. [5]
La teoría establecida es que los grupos de pequeñas protogalaxias fueron atraídos por la gravedad y chocaron, lo que dio como resultado la formación de las galaxias "adultas" mucho más grandes que tenemos hoy. [5] Esto sigue el proceso de ensamblaje jerárquico, que es un proceso continuo donde los cuerpos más grandes se forman continuamente a partir de la fusión de los más pequeños. [1] [6]
Dado que no hubo formación estelar previa para crear otros elementos, las protogalaxias se habrían formado casi en su totalidad por hidrógeno y helio. El hidrógeno se uniría para formar moléculas de H2 , con algunas excepciones. [7] Esto cambiaría a medida que comenzara la formación estelar y se produjeran más elementos a través del proceso de fusión nuclear .
Una vez que comienza a formarse una protogalaxia, todas las partículas unidas por su gravedad comienzan a caer libremente hacia ella. El tiempo que tarda en concluir esta caída libre se puede aproximar utilizando las ecuaciones de caída libre . La mayoría de las galaxias han completado esta etapa de caída libre para convertirse en galaxias elípticas o de disco estables, y los discos tardan más en formarse por completo. La formación de cúmulos de galaxias lleva mucho más tiempo y todavía está en progreso ahora. [1] Esta etapa también es donde las galaxias adquieren la mayor parte de su momento angular . Una protogalaxia adquiere esto debido a la influencia gravitacional de los densos cúmulos vecinos en el universo primitivo, y cuanto más se aleja el gas del centro, más giro obtiene. [8]
