Hemos visto galaxias de alrededor de 13 mil millones de años. Dado que estas galaxias se formaron tan temprano en la historia del universo conocido, existen elementos observables sobre estas galaxias que aparentemente son diferentes de las galaxias mucho más jóvenes. Supongo que todas las leyes físicas actuales se habían condensado para entonces, pero solo tenía curiosidad sobre la formación y el 'envejecimiento' de galaxias tan antiguas.
Las galaxias cercanas se ven en su vejez. Las galaxias distantes tienen, en promedio, la misma edad que las locales. Pero debido a la velocidad finita de la luz, cuanto más miras, más jóvenes los observas. Eso significa que las galaxias más distantes se observan en su infancia y se ven muy diferentes a las antiguas.
evolución de la galaxiaEsta es una de las razones para observar las galaxias a todas las distancias: obtenemos una imagen estadística de las galaxias a través de diferentes épocas y, por lo tanto, investigamos su evolución. A partir de tales observaciones, vemos, por ejemplo, cómo crecen con el tiempo, cómo aumenta su formación de estrellas en el Universo primitivo hasta que el Universo tenía aproximadamente cuatro mil millones de años (Gyr) de edad y luego disminuyó ( Madau et al. 1996 ), y cómo los metales y polvo acumulado con el tiempo.
Formación de galaxiasObservar las más lejanas no es sólo cuestión de batir un récord anterior de distancia, o de tiempo. Cuando observamos la galaxia más distante (confirmada espectroscópicamente) hasta la fecha, GN-z11 , vemos 13,4 Gyr atrás en el tiempo. ¿Cuál es el problema si encontramos otro de 13,5 Gyr en el tiempo? Bueno, dado que el Universo en ese momento tenía solo unos pocos cientos de millones de años (Myr), eso nos daría restricciones bastante buenas en la escala de tiempo mínima de formación de galaxias. ¿Se puede formar una galaxia en solo 300 Myr o 200 Myr, o necesita 400 Myr?
Propiedades físicasComo dije anteriormente, las galaxias más distantes se ven muy diferentes de las locales. Por ejemplo, los discos aún no se habían formado, porque lleva algún tiempo asentarse en un disco y porque las fusiones galácticas eran más comunes en ese momento, lo que perturbaba la dinámica galáctica. Las propiedades físicas del medio interestelar también eran diferentes, por ejemplo, porque era más pobre en metales, ya que las estrellas forman los metales con el tiempo. El polvo, que está hecho de metales, también era escaso. Pero, ¿cuánto tiempo tardan las estrellas en formar metales y polvo? Anteriormente se pensaba que la mayor parte del polvo se producía en estrellas AGB que mueren pacíficamente y por lo tanto tienen buenas condiciones para generar polvo (gas frío y de alta densidad). Pero estas estrellas suelen vivir miles de millones de años, y las observaciones de las galaxias más distantes nos mostraron que también contenían polvo. Entonces, la gente comenzó a preguntarse si las supernovas, que son la muerte violenta de estrellas masivas y, por lo tanto, de vida corta, podrían hacerlo, aunque se pensó que el gas estaba demasiado caliente para formar polvo justo después de la explosión y demasiado diluido después. se había enfriado. Pero, de hecho, parece que pueden (por ejemplo,Kozasa et al. 2009 ).