NeoFronteras

Ahora se forman muy pocas estrellas

Área: Espacio — lunes, 12 de noviembre de 2012

En la actualidad sólo se forman un 3,3% de las estrellas que se formaban hace 11.000 millones de años.

Foto
Masa de estrellas formadas (en toneladas) por año luz cúbico y por minuto (eje vertical) frente al tiempo transcurrido desde el Big Bang (eje horizontal). Gráfica en alta resolución. Fuente: D. Sobral.

Una vez que se dio la recombinación, hace unos 380.000 años después del Big Bang, el Universo se hizo transparente por primera vez, pero la luz que lo recorrió no procedía de ninguna estrella, era la radiación que se generó en el Big Bang y que por primera vez era libre. Esos fotones son los que ahora, alargadas sus longitudes de onda debido a la expansión cosmológica, forman lo que llamamos fondo cósmico de microondas.
Una vez el gas pudo condensarse en las regiones de mayor densidad, hace unos 13400 millones de años, se generaron las primeras estrella, colosos cientos de veces más masivos que el Sol que brillaban mucho y duraban muy poco. Al cabo de unos pocos millones de años estas estrellas explotaban como supernovas, enriqueciendo el medio de elementos pesados. Cada vez que se condensaban polvo y gas cósmicos se formaron más estrellas en las galaxias. Somos cenizas de estrellas, de esas estrellas primigenias y de todas las que se sucedieron después.
Podemos recrear una historia de cómo fue el ritmo de formación de estrellas a lo largo del tiempo. Sólo tenemos que medir la formación estelar en función de la distancia a nosotros. Cuanto más lejos esté una galaxia más en el pasado la estamos observando. Si tomamos suficientes datos podremos reconstruir una gráfica de la formación estelar en función del tiempo.
Esto es precisamente lo que han hecho ahora un grupo internacional de astrofísicos. Es el mejor estudio hasta el momento sobre este tema gracias a la cantidad de datos tomados (unas diez veces más que en casos anteriores). Según este estudio el pico de formación de estrellas se dio hace 11.000 millones de años y ha estado decayendo desde entonces. Ahora ese ritmo es sólo de un treintavo del que había en esa época. Además, este decaimiento en función del tiempo no responde a un comportamiento lineal (ver gráfico).
Esto nos dice que el Universo se encuentra en una especie de crisis de la que nunca saldrá, con sólo un 3,3% del máximo ritmo de formación estelar. A este ritmo se formarán a partir de ahora poco más de un 5% de las estrellas que ha habido en el pasado hasta este momento.
Este estudio muestra que el Universo está dominado ahora por estrellas viejas, la mitad de ellas formadas entre hace 11000 y 9000 millones de años y que se necesitó 5 veces ese tiempo para formar el resto.
El futuro del Universo será más oscuro que su pasado. Sin embargo, vivimos en una galaxia en la que todavía se están formando estrellas, una galaxia que va ser una buena contribuyente de nuevas estrellas. Vivimos en una galaxia privilegiada.
El estudio es meramente descriptivo y no proporciona una razón por la cual esto es así. ¿Por qué se formaron tantas estrellas antes y por qué ha decaído tanto el ritmo de formación de nuevas estrellas?

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

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9 Comentarios

  1. lluís:

    Desde luego lo interesante sería saber el por qué de ese decrecimiento del ritmo de formación de nuevas estrellas.

  2. tomás:

    ¡Vaya, veo que has vuelto con fuerza, mi buen amigo! ¡Tres de tres, de momento e igual aumenta la cosa! Me felicito por ello.
    Te preguntas -y también lo hace Neo al final del artículo- el por qué de ese decrecimiento. A mi me parece de lo más natural. Demuestra que el Universo evoluciona en un sentido que parece estar de acuerdo con lo previsto: cuanta más materia se ha transformado en estrellas, menos materia queda para continuar con ese proceso y por tanto, menos estrellas se forman. Puesto que no soy un experto, me limito a usar el sentido común.
    En mi modesta opinión, cuando la gravedad comenzó a vencer a la expansión del Gran Estallido empezaron a formarse estos aglomerados en un Universo aún pequeño, por lo que las estrellas, tal como confirma el artículo eran muy masivas -puesto que podían disponer de muchísima materia próxima- y de corta vida, dada su gran masa. Según parece, hace 11.000 Ma se alcanzó el máximo y también me parece normal que no se diese en un primer instante, hace 13.400 Ma, puesto que no todo el Universo estaba en condiciones de que la gravedad superase a la aceleración o a la velocidad de expansión, no lo sé; hasta puede ser posible que una parte estuviese en expansión acelerada y otra en velocidad uniforme. El que el decaimiento no sea lineal también parece aceptable ya que una de las variables fundamentales en el proceso, la gravedad, no lo es.
    En resumen que parece muy aceptable cuanto dice el artículo.

  3. Miguel Ángel:

    La verdad es que mi amigo tomás me ha quitado la respuesta de la boca, aunque yo matizaría diciendo que el decaimiento podría explicarse más que por la pérdida de materia (en general), por la disminución de los elementos químicos que hacen que la estrella brille y que se van gastando durante la vida de la estrella. Según un documental que ví esa es la razón por la llegará un momento en que ya no se puedan formar más estrellas.

  4. tomás:

    Quizá me debería haber explicado mejor. No es que la cantidad de materia disminuya, sino la densidad, es decir la cantidad de materia en un volumen que cada vez es mayor por la expansión. Esa materia es el hidrógeno que en una primera parte se transforma en helio y a esto se debe la luminosidad y toda la energía que emite la estrella; es la fusión. Parece ser que en las estrellas tipo Sol, hay elementos más pesados como el oxígeno, el carbono y el nitrógeno que actúan como catalizadores. Los elementos aún más pesados se forman luego y quizá también tengan que ver con algún proceso catalítico. Imagino que en otros tipos de estrellas, aun dándose la fusión, habrá algunas diferencias. Bueno, la cosa es compleja pero de todo esto sabe mucho más el compañero lluís. Un abrazo.

  5. Juan Manuel:

    Ante las lejanísimas distancias (midiendo la distancia en tiempos de años luz) a que se encuentran la mayoría de las estrellas del espacio observado, se habrá considerado algún factor de ocultamiento, o sea todas aquellas estrellas que podrían encontrarse “atrás” de las que si podemos observar, y que quizás quedarían ocultas, aún y cuando sabemos que se dispone de toda la órbita terrestre para observarlas desde distintos ángulos quizás esto no bastaría dada la distancia, habría de requerir moverse a observar desde otro ángulo más distante para complementar con lo observado desde tierra y que la toma de datos fuera simultánea, o ya habrán sido estimadas u observadas? Aunque creo que esto ya estaría considerado, de no ser así, la razón masa de estrellas por año luz cúbico por minuto podría ser aparente o por lo menos no tan pronunciada. Por otro lado debido a la expansión cosmológica todas aquellas estrellas que son “arrastradas” en dirección opuesta a la nuestra se moverían a velocidades que las harían quizá desde ya, prácticamente indetectables debido a la aceleración.

    De todas aquellas estrellas que se han formado recientemente o se formarán jamás sabremos de ellas, debido a que la luz tardará miles o mmiles de millones de años en llegar. por otro lado casi toda la luz de estrellas observadas es muy antigua, es una luminosidad histórica, tal vez algunas de esas estrellas no sean más, habría estrellas que estan más lejanas que las más antiguas observadas y que hubieran completado su ciclo sin que nos enteráramos y en ese caso la radiación de fondo sería mucho más antigua? Dado mi poco conocimiento del tema, espero no haber metido la pata, si alguien lo aclara, pues agradecido estaré.
    Saludos estelares

  6. Juan Manuel:

    Aclaración: en mi 5 donde anoto lo de las estrellas que son “arrastradas” en dirección opuesta por la expansión cosmológica, solo me refiero a las más antiguas imaginables.

  7. tomás:

    Amigo Juan Manuel:
    Sí, a mi también me ha extrañado esa expresión “en dirección opuesta a la nuestra”, pues salvo en unas pocas muy cercanas, todas se alejan de nosotros y, claro, todo alejamiento es en dirección opuesta.
    Luego tampoco entiendo esa “razón masa de estrellas por año luz cúbico por minuto”. Una masa (de estrellas) partido por un volumen (año luz cúbico) es una densidad. Ahora, esta densidad partido por tiempo (un minuto), no la comprendo. Te agradecería me lo explicases pues tampoco yo estoy muy puesto que digamos.
    En cuento a lo que dices de que nuestra órbita es muy pequeña para tomar distancias, es evidente.
    Referente a que haya estrellas tan lejanas que escapen a una velocidad superior a la de la luz que nos estén enviando y por tanto nunca podamos tener noticia de ellas, parece lo más razonable, puesto que al expandirse el espacio, no se viola c.
    Y fíjate que eso hace que nunca podremos saber el tamaño real del Universo.
    Esperemos que alguien nos ilustre. Yo rogaría una pizca de neosabiduría.
    Un abrazo.

  8. NeoFronteras:

    La formación de estrellas no se mide por unidades, porque hay estrellas pequeñas y otras más grande. Una manera de medir el ritmo de formación de nuevas estrellas es medir la masa de estrellas formadas (en toneladas) por año luz cúbico y por minuto (de ahí la tasa o ritmo). Para ver su variación en el tiempo (en Ga) se puede representar frente al tiempo transcurrido desde el Big Bang teniendo en cuenta la distancia a la que se está midiendo.
    Obviamente hay un problema con la expansión, pues ésta incrementa el volumen de espacio total. Sería interesante corregir esto y ver cómo afecta a la gráfica. En cuanto al disminución de formación de estrellas quizás no se dé tanto por la disminución de material original disponible, sino porque gran parte del mismo está secuestrado en estrellas que todavía brillan.

  9. tomás:

    Muy estimado Neo:
    Agradecidísimo por tus aclaraciones, pero te voy (os voy, incluyendo especialmente a Juan Manuel) a contar que la respuesta que das en el primer párrafo la resolví o deduje soñando, cosa que me ha sucedido unas cuantas veces -cuatro o cinco, supongo- a lo largo de mi vida cuando me ha acuciado algún problema. Lo que dices me ha servido entonces, como confirmación.
    Y en cuanto a la última frase del segundo párrafo, obviamente, me refiero al material disponible, que va disminuyendo conforme se forman nuevas estrellas.
    Recibe mi reconocimiento por la prontitud y claridad de tus respuestas.
    Un sincero abrazo.

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