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La evolución de la estructura del Universo y Los Dedos de Dios.

Sabemos de la estructura del Universo, pero debemos entender cómo evolucionó hasta tenerla.
Las estrellas y cúmulos de estrellas forman galaxias, como por ejemplo nuestra Vía Láctea. Las galaxias se reúnen en cúmulos de galaxias, como la Nuestra, Andrómeda y otras, que se encuentra en el grupo local. Los cúmulos se reúnen en supercúmulos, como nuestro grupo local y otros vecinos como el gran cúmulo de Virgo, que pertenecen al supercúmulo de Virgo que es una parte o “suburbio” del gran Laniakea (Laniakea, el cielo inconmensurable | pdp, https://paolera.wordpress.com/2014/09/05/laniakea-el-cielo-inconmensurable/).

Para estudiar la estructura del Universo, debemos medir la distancia y velocidad de las galaxias cada vez a mayores escalas. Recordando que a mayor distancia las galaxias se alejan con mayor velocidad (por la expansión Universal y la acción de la energía obscura), se obtuvo una llamativa estructura.

Se observan filamentos radiales hacia nosotros. Se los llamó Los Dedos de Dios.

dedosDeDios

En la imagen de la izquierda se observan Los Dedos de Dios como filamentos radiales hacia nosotros ubicados abajo y al centro  – A la derecha se observa la imagen corregida – Crédito: (M.U. SUBBARAO ET AL., NEW J. PHYS. 10 (2008) 125015; IOPSCIENCE.

Es imposible que en todo el Universo existan filamentos hacia nosotros (en la imagen de la izquierda estamos abajo y al centro). Evidentemente se trataba de un efecto de mala reducción o interpretación de los datos observacionales.
Recordemos que en el Universo todo está en movimiento y sujeto a la acción de las fuerzas gravitatorias. Las galaxias participan del movimiento de la estructura donde se encuentran, moviéndose como deben por estar donde se encuentran. Pero también tienen un movimiento propio; uno con el que se moverían su estuvieran aisladas del grupo. Incluso, ese movimiento está afectado por la acción gravitatoria de estructuras cercanas. O sea que las galaxias pueden mostrar un alejamiento mayor o menor que el correspondiente a su distancia. Eso termina afectando los datos y aparecen Los Dedos de Dios.
Luego de hacer las correcciones necesarias, se obtiene la estructura esperada.
Nuestro Universo muestra una estructura filamentosa. Hilos de materia donde hay galaxias como perlas hilvanadas en un collar. Donde los filamentos son más gruesos o donde se unen dos o más de ellos, hay estructuras más grandes como cúmulos, supercúmulos o incluso murallas galácticas (Posible estructura galáctica mayor a la Muralla Sloan | pdp, https://paolera.wordpress.com/2014/01/03/posible-estructura-galactica-mayor-a-la-muralla-de-sloan/).

Pero ahora la pregunta es: ¿cómo se llegó a esa estructura?
¿Acaso se formaron pequeñas estructuras que se unieron en otras mayores (de abajo hacia arriba)?
¿O acaso se formaron de arriba a abajo, donde estructuras enormes se fueron fragmentando en menores?

En el primer caso, se formaron estrellas las que se unieron en galaxias. Éstas en cúmulos y éstos en supercúmulos. En el segundo, las grandes estructuras van colapsando en estructuras menores hasta llegar a las estrellas.
Recordemos que las estrellas son los elementos básicos que dan origen a las grandes estructuras.
También debemos recordar que en el Big-Bang, la materia apareció uniformemente distribuida. Una “imperfección” pudo dar origen a una alocada coagulación de materia. Un pequeño colapso genera gravitación que atrae más materia, la que aumenta la gravitación y así sigue la desbocada acreción.

En el primer caso, las imperfecciones se habrían dado a pequeña escala.
Primero comenzaron las protoestrellas que luego se fueron agrupando en protogalaxias. Luego éstas lo hacieron en protocúmulos y finalmente éstos en protosupercúmulos. Cuando las estrellas comenzaron a brillar quedaron todas las estructuras definidas.

En el otro caso, las imperfecciones se dieron a gran escala.
Grandes estructuras fueron colapsando en otras menores por regiones. Primero comenzaron a darse los protosupercúmulos, luego éstos fueron sufriendo coagulaciones localizadas en forma de protocúmulos. Más tarde, en ellos, se dieron protogalaxias donde comenzaron las protoestrellas. Cuando se encendieron las estrellas, terminaron de definirse todas las estructuras superiores.

Al día de Hoy, casi fines del 2019, la respuesta es: Ambos al mismo tiempo.
Se dieron imperfecciones en pequeñas y grandes escalas, incluso también en medianas escalas.
Es lógico pensar que los colapsos a pequeña escala pudieron haber comenzado un poco antes que los de escalas mayores, aunque los estudios indican que el Universo evolucionó con una ligera ventaja de las imperfecciones a gran escala.

Fuente:

pdp.

¿Filamento o Cuerda Cósmica?

Según la Cuántica, las partículas se pueden comportar como ondas.
Con esa base, se desarrolló la Teoría de Cuerdas (las que vibran como ondas) que describe el Universo y su evolución (AstroMía, La teoría de cuerdas, http://www.astromia.com/astronomia/teoriacuerdas.htm).
De ser correcta, como consecuencia de los cambios (de fase) sufridos por el Universo en su evolución, debieron quedar estructuras unidimensionales llamadas cuerdas cósmicas como remanentes (y testimonio) de esos cambios. Éstas serían las responsables de la formación de estructuras galácticas (LIGO Scientific Collaboration, ¿Existen las Cuerdas Cósmicas?, http://www.ligo.org/sp/science/Publication-S5S6CosmicStrings/index.php).

Lo que sucede en el centro de nuestra Galaxia, está obscurecido por el material interestelar, fundamentalmente polvo, que abunda en esas regiones. Allí, vive el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, en el que cae material arremolinándose y autofriccionando. En ese proceso se recalienta emitiendo energía, la cual sólo puede ser observada en largas longitudes de onda (infrarrojo o en radio-ondas), ya que sólo esa radiación puede atravesar el polvo y llegar a nosotros.

Observando en ondas de radio la vecindad de nuestro centro galáctico, se observó una estructura delgada, sinuosa, con un extremo aparentemente ligado al agujero negro central.

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Imagen del centro galáctico en diferentes frecuencias de radio-ondas. El filamento se señala como SgrAWF. Debajo, se indica con una cruz la posición del agujero negro central SgrA*. Crédito:  NSF/VLA/UCLA/M. Morris et al.

Hay tres explicaciones para esta estructura.
Puede ser un filamento de materia no vinculado al centro de nuestra galaxia y nos engaña la perspectiva. Su forma es inusual. Posiblemente esté deformado por la expansión de materia desde una supernova o estrellas muy activas.
También puede ser un conjunto de partículas cargadas que se mueven bajo el campo magnético del agujero negro central. Las partículas, debido a su carga eléctrica, sienten una fuerza ejercida por el campo magnético del agujero negro. Luego, como todas las cargas sometidas a una fuerza, emiten energía detectable de radio-ondas.
Pero puede tratarse de una de las hasta ahora no halladas cuerdas cósmicas, la que está transportando materia. Esta cuerda habría migrado al centro de la Vía Láctea, anclándose en un extremo al agujero negro luego de “tocarlo”. En este caso se tendría la evidencia observacional de la validez de la Teoría de Cuerdas.

Referencia:

Fuente:

pdp.

El filamento obscuro IRDC G34.43+0.24.

Las estructuras filamentosas, son material interestelar, gas y polvo con forma alargada o de filamento. Su morfología se debe a la acción de la radiación de estrellas cercanas o de los vientos estelares vecinos, como por ejemplo la propagación de una onda expasiva.
Es lógico suponer que en los filamentos de material interestelar, la materia de agrupa a lo largo de su estructura, comprimiéndose y ayudando al nacimiento de estrellas. De hecho, se cree que estas estructuras son cuna de estrellas e incluso de agrupaciones estelares o cúmulos de estrellas.

La nube obscura visible en infrarrojo IRDC G34.43+0.24, es una estructura filamentosa a casi 12 mil años luz (AL) de nosotros. Asumiendo esa distancia y observando la parte del cielo que recorre de Norte a Sur, este filamento de materia tiene unos 120 AL de longitud.
Tiene una masa que alcanzaría para unos 6000 Soles.
En su interior, se observan unos 9 núcleos compactos, de los cuales algunos de ellos son futuras estrellas masivas por estar asociados a lugares de mayor brillo dentro del filamento.

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Imagen publicada en el trabajo de Xu et al.

En la imagen publicada en el trabajo de Jin-Long Xu et al., estos núcleos se señalan con cruces verdes desde MM1 a MM9.
El filamento está marcado por una fna línea punteada blanca. También se señalan burbujas marcadas como N61 y N62. Se deben a material “inflado” por expansión causada por radiación, posiblemente de estrellas nacientes masivas.
En particular, N61 muestra una estructura doble, de dos cáscaras concéntricas. La parte exterior se habría formado hace un millón de años por la expansión de la región de Hidrógeno ionizado vecina, y la interior lo habría hecho hace unos 500 mil años por el viento estelar de una estrella masiva central.
Las cruces azules señalan regiones de Hidrógeno ionizado.
Algunas burbujas más pequeñas son señaladas con círculos verdes.

Referencia:

Fuente:

pdp.