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Daniel MarínBorja TosarIsabel CorderoFrancis VillatoroHéctor Socasgalaxias z14 observadas james webbreionización cósmica universo tempranoestado plasma inicial universofondo cósmico microondas añosrecombinación protones electronestransición de fase temperatura críticarecombinación átomo ionizadoátomos combinados separados ionizadosobjeto primordial es átomopalabra recombinación cosmología sin sentidorecombinación primera combinacióngalaxias primeras estrellas radiación ultravioletareionización átomos ionizanradiación ultravioleta cientos millones añosrecombinación y reionización universocartografiado de hades galaxiasjuan manuel cruz nomenclatura universoJuan Manuel CruzFrancis VillatoroBorjaHadesHéctor SocasJames WebbCMBZ10Z13Niels Pecklínea Lyman-AlphaZ14
Recombinación y reionización Universo
Ep511: NASA; Venera; Reionización; Rotación Galáctica; Menstruación Espacial
8 de mayo de 20257 momentos
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Héctor Socas resume los conceptos clave de recombinación y reionización en el contexto de la formación del universo, haciendo referencia a una pregunta sobre galaxias relacionada con el cartografiado de Hades.
…comillas, típicas de las galaxias en aquella época. James Webb se pensaba que iba a poder observar hasta Z14 y el récord actual ronda a 14, o sea que estamos ya más o menos en el límite, no vamos a poder ir mucho más lejos, galaxias mucho más tempranas, pero Aún así sí necesitamos mucha más estadística, porque galaxias con Z14, Z13, que haya observado el James Webb, bueno, son muy poquitas, son contadas con los dedos de una mano, confirmadas espectroscópicamente. Nada, ya terminamos, pero me gustaría, quizás debía haber dicho esto al principio, para los oyentes: el hablar de la reionización cósmica, esto se hila con que en el universo. Francis lo dijo al principio: hay un estado de plasma, extremadamente caliente, se va enfriando y llegamos a esa fase donde decimos que se forma el fondo cósmico de microondas a los 380.000 años. Eso lo sabemos llamar la recombinación ¿Por qué? Porque hasta ese momento protones y electrones estaban sueltos. Pero cuando baja la temperatura por debajo de un punto crítico, se produce esa transición de fase en que protones y electrones se juntan. Ese juntarse se llama recombinación, aunque realmente aquí no debería llamarse recombinación, sino solo combinación. Pero bueno, En fin, tiene que ver con motivación. Que primero se juntan consigo mismo y luego ya con el universo. Sí, pero claro, hablamos de recombinación cuando un átomo está ionizado y luego se vuelve a recombinar. Esa es la cuestión: que el nombre viene de los átomos, entonces los átomos normalmente están combinados; entonces se ionizan separándose y después tú recombinas volviendo a unir lo que se separó. Entonces hablas de recombinar porque te imaginas que tu objeto primordial es átomo y usas esa misma palabra en el caso cosmológico donde la palabra ya no tiene sentido. Ya no. Tiene sentido porque nunca fueron átomos, entonces es la primera combinación pero bueno, se llama la recombinación; entonces ahora ya tenemos átomos neutros y luego se forman las galaxias. Bueno, las estrellas primero y luego las galaxias, y entonces esas primeras estrellas con su radiación ultravioleta lo que hacen es que vuelven a romper esos átomos y los ionizan, y entonces eso es la reionización, que ahí sí tiene sentido decir reionización, y eso ocurre a los cientos de millones, en torno a 100 millones de años. entonces bueno, pues por eso no; recombinación y reionización son las palabras clave a recordar en esto. Bueno, dice Juan Manuel Cruz que ahora estamos en otra época del universo, la reidiotización viendo con la nomenclatura. Bueno, quería hablar porque además alguien preguntaba también por la cosa de las galaxias y de hecho es de este mismo cartografiado de Hades, de Jades, que decía Francis pero antes, ya que tenemos a Borja. No me resisto a preguntarte, Borja, si nos quieres contar la historia esta que te habías leído y así de paso hacemos un poco de cambiar de tercio y no estamos siempre hablando de galaxias. La historia de Marte, ¿no? La historia de Marte, el planeta rojo, rojo…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica conceptos relacionados con el universo, incluyendo su estado inicial como plasma y la recombinación que permitió la formación del fondo cósmico de microondas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #6universo como plasmarecombinación universo neutrofotones sin interacciones electronescolisión fotones electrón fondo cósmico…lo contará Francis, que se llama Joris Whitstock, el primer autor. No sé dónde se ha publicado esto, en Nature quizás. En Nature, sí. Y va sobre observaciones con James Webb del inicio de la reionización, la época de la reionización; quizá podríamos empezar. explicando un poquito lo que es eso. Sí, bueno, como todos los oyentes saben, el universo es un plasma; está lleno de un plasma hasta que se forman los primeros átomos. Que es la recombinación es el momento en el que el universo se vuelve neutro y los fotones ya pueden moverse libremente sin interaccionar con electrones y la última colisión de los fotones con algún electrón es lo que observamos como el fondo cósmico de microondas. Esos fotones nos permiten reconstruir el estado del plasma previo a la recombinación. Tras la recomendación llega la famosa edad oscura, en la que el universo es un gas neutro que está dominado por la gravitación; la gravitación es una fuerza atractiva que colapsa sobre densidades y provoca la aparición de las estrellas: las primeras…
Francis Villatoro describe cómo la actividad de las galaxias, incluyendo explosiones de supernova y núcleos galácticos activos, reioniza el gas neutro en el medio intergaláctico.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #8supernova y núcleos galácticos activosreionización gas neutro intergalácticorayos cósmicos energía ultravioletamedio intergaláctico etapa reionizaciónreionización observaciones fondo cósmicoprofundidad óptica letra taufotones cmm interaccion electronesmedio intergaláctico profundidad ópticainteracción fotones fondo cósmicoreionización gas neutro edad oscurafotones libres tras reionizaciónfrancis villatoro interacción electrones…no hay población 4; todavía no hemos observado estrellas de población 3 con seguridad, aunque hay indicios. Este artículo también presenta posibles indicios, aunque son débiles. Y entonces el universo se mantiene neutro conforme se van formando las galaxias. En las galaxias hay mucha dinámica complicada: explosiones de supernova, núcleos galácticos activos. Hay mucha dinámica que genera rayos cósmicos de alta energía y ya por encima de la energía de la ultravioleta es posible que se ionice el gas. El medio intergaláctico es básicamente neutro, pero la actividad de las galaxias acaba reionizando ese gas neutro. Y esto es lo que llamamos la reionización: es una etapa importante de la evolución del universo. Y hay indicios indirectos de cuándo ocurre la reionización gracias a las observaciones del fondo cósmico de microondas. Básicamente, hay uno de los parámetros que tiene el fondo cósmico de microondas, lo que se llama la profundidad óptica, es un parámetro que se suele denotar por la letra tau. La profundidad óptica mide cómo interaccionan los fotones del CMB con los electrones que haya, digamos, con los iones que haya en el medio intergaláctico. Entonces, esa interacción, pues, fundamentalmente ocurre una vez ha pasado: hemos llegado a la fase de reionización, ¿vale? Durante la edad oscura, en la que no tenemos, tenemos solamente un gas neutro, no ocurre esa interacción y entonces nosotros vemos como que los fotones están libres y de repente empiezan a interaccionar con esos electrones tras la reionización. Obviamente esto significa que tenemos que estimar qué ocurre en Una cierta región de tiempo, ¿no? Los fotones están propagando hasta que llegan a nosotros y en cierta época empiezan a interaccionar con ese gas reionizado en el medio intergaláctico y bueno, es difícil de estimar cuándo ocurre eso, pero lo que observamos en…
Francis Villatoro explica que la reionización, el momento en que las galaxias se vuelven activas y ionizan el medio intergaláctico, probablemente ocurrió entre los desplazamientos al rojo cosmológico Z8 y Z10.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #16reionización entre desplazamientos al rojo z8 z10galaxias activas ultravioleta ionizan intergalácticofondo cósmico microondas estimación reionizaciónobservación indirecta momento reionizaciónreionización medida indirectamodelo cosmológico ajuste reionizaciónsimulación galáctica z10galaxias vuelven menos activas z6fondo cósmico microondas valor z8…que bueno, los valores de Planck son del orden de 0,058 en un número adimensional, y aunque, bueno, depende de cómo calcule, DESI ha calculado un valor ligeramente diferente, pero son ligeramente diferentes. Grosso modo, es un valor que es compatible con un Momento de reionización alrededor del desplazamiento al rojo cosmológico de 8, Z8. Se habla de Z8, Z9; o sea, que la reionización, es decir, el momento en el que las galaxias se vuelven muy activas en ultravioleta y son capaces de ionizar el medio intergaláctico, se espera que ocurra entre Z8, Z10. A veces se pone el número Z9; yo os digo, esto es una estimación basada en el fondo cósmico y microondas que tenemos que coger entre comillas, ¿vale? porque es una observación muy indirecta y podría ocurrir un poquito antes y sería también compatible con esos resultados. O sea, que no tenemos que ser radicales en que cualquier modificación en el momento de reionización implica necesariamente que Tenemos que poner una cruz al modelo cosmológico y tirarlo a la basura. Tranquilidad, ¿vale? El modelo cosmológico se puede ajustar si movemos un poquito la reionización porque todo esto es una medida muy indirecta. En cualquier caso, ese es el valor establecido. Según modelos de simulación galáctica, se plantea que la reionización se podría haber iniciado alrededor de Z10 y haber acabado, básicamente, cuando las galaxias se vuelven mucho menos activas, alrededor de Z6. Entre 10 y 6 está ese valor Z8, que es el que nos pide el fondo cósmico y microondas. Entonces estos conocimientos establecidos, entonces, una de las ideas que se plantearon cuando se diseñó el James Webb es que el James Webb permitirá observar galaxias, entre comillas, las primeras galaxias, galaxias hasta Z14, más o menos, y que eso nos…
Francis Villatoro plantea una hipótesis sobre el inicio de la reionización del medio intergaláctico, sugiriendo que si un porcentaje significativo de galaxias ya estaban reionizándose en Z13, es probable que la reionización ocurriera antes de los desplazamientos al rojo Z8 y Z10.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17 · Palabras #12reionización medio intergaláctico z13radiación ultravioleta galaxias z13hipótesis francis villatoro reionización…el rojo, que es lo que ve el James Webb. Pues con una única galaxia, si interpretamos esa única galaxia como representativa, si decimos, si hemos observado pongamos 10 galaxias y tengo una, pues es muy chagas de que una de ellas lo cumpla. Luego planteo la Hipótesis de que en ese momento como el 10% de todas las galaxias estaban ya reionizándose, entonces claramente si en Z13 el 10% de las galaxias estaban generando suficiente radiación ultravioleta como para ionizar el medio intergaláctico, casi con toda seguridad la reionización tuvo que ocurrir mucho antes de Z8, mucho antes de Z10. No sabemos cuándo; no podemos decir que en Z13, porque en Z13 nos hemos observado que todas las galaxias tengan esto. ¿Y qué es lo que hemos observado? Ya os digo esto, en cierto sentido, entre comillas, es revolucionario; es una primera señal, pero hay que recordar que Nature no publica esto porque, entre comillas, sea revolucionario, sino porque es la primera vez que, y se…
Francis Villatoro analiza una observación sorprendente realizada con Niels Peck, donde se detectó una intensa línea Lyman alfa en una galaxia pequeña, lo que sugiere que la galaxia está reionizando su entorno.
Habla: Francis VillatoroPalabras #18línea lyman alfa en galaxia z13reionización entorno galaxia pequeñaburbuja ultravioleta alrededor de galaxiaobservación niels peck línea uv…pequeñitas, con relativamente poca masa, que esperamos que no sean muy activas a nivel de núcleo galáctico activo, etc. Se ha sorprendido que se observe una línea Lyman-Alpha tan delgada y tan alta y tan clara justo delante de la zona continua del espectro. Entonces, ¿qué significa? Significa que esta galaxia, por alguna razón, estamos viendo muy bien esta línea que está en la ultravioleta. Es decir, esta galaxia por alguna razón está permitiendo su entorno que escape la luz ultravioleta. En lugar de ser apagada y volverse opaca porque el entorno neutro alrededor la oculta, por alguna razón hay como una burbuja alrededor de esta galaxia que permite que pase esta línea ultravioleta. Es decir, esta galaxia ya está reionizando su entorno; esto es un indicio de que ya hay actividad de reionización en esta galaxia tan primitiva y tan pequeñita que hemos observado en Z13. Claro, ¿qué puede ocurrir? No lo sabemos; no tenemos ni idea. Solo tenemos un ejemplo: un ejemplo es muy difícil hacer cosas y no tenemos una física clara, obvia de cómo son las estrellas en esta galaxia. No tenemos una física clara de cómo es el agujero…
Francis Villatoro explica las implicaciones de una observación en galaxias a un corrimiento al rojo de Z13, donde el universo tenía menos de 300 millones de años y había estado produciendo estrellas durante aproximadamente 100 millones de años.
Habla: Francis VillatoroPalabras #14corrimiento al rojo z13universo menos de 300 millones añosproducción estelar 100 millones añosreionización ocurrió antes…es típico y que ocurre en todo el universo, sería como el 10% de las galaxias, ya están empezando a generar una radiación ultravioleta lo suficiente. suficientemente intensa como para ionizar una especie de burbuja a su alrededor en el medio intergaláctico. Entonces, si esto ocurre de manera habitual en el universo en ese momento, en Z13 estamos hablando que el universo tiene menos de 300 millones de años y que lleva produciendo estrellas que desde los 100 millones de años, o sea, lleva produciendo estrellas durante relativamente poco tiempo, pues eso significaría que la reionización ocurrió antes de lo que pensábamos. Eso no es incompatible con el modelo cosmológico, se puede reajustar, no es solamente un único parámetro del modelo cosmológico el afectado, pero bueno, ese parámetro, la profundidad óptica es el clave, pero en los modelos cosmológicos los parámetros están…
Héctor Socas resume los conceptos clave de recombinación y reionización en el contexto de la formación del universo, haciendo referencia a una pregunta sobre galaxias relacionada con el cartografiado de Hades.
Habla: Héctor SocasSignificado #1 · Palabras #1galaxias z14 observadas james webbreionización cósmica universo tempranoestado plasma inicial universofondo cósmico microondas añosrecombinación protones electronestransición de fase temperatura críticarecombinación átomo ionizadoátomos combinados separados ionizadosobjeto primordial es átomopalabra recombinación cosmología sin sentidorecombinación primera combinacióngalaxias primeras estrellas radiación ultravioletareionización átomos ionizanradiación ultravioleta cientos millones añosrecombinación y reionización universocartografiado de hades galaxiasjuan manuel cruz nomenclatura universo…comillas, típicas de las galaxias en aquella época. James Webb se pensaba que iba a poder observar hasta Z14 y el récord actual ronda a 14, o sea que estamos ya más o menos en el límite, no vamos a poder ir mucho más lejos, galaxias mucho más tempranas, pero Aún así sí necesitamos mucha más estadística, porque galaxias con Z14, Z13, que haya observado el James Webb, bueno, son muy poquitas, son contadas con los dedos de una mano, confirmadas espectroscópicamente. Nada, ya terminamos, pero me gustaría, quizás debía haber dicho esto al principio, para los oyentes: el hablar de la reionización cósmica, esto se hila con que en el universo. Francis lo dijo al principio: hay un estado de plasma, extremadamente caliente, se va enfriando y llegamos a esa fase donde decimos que se forma el fondo cósmico de microondas a los 380.000 años. Eso lo sabemos llamar la recombinación ¿Por qué? Porque hasta ese momento protones y electrones estaban sueltos. Pero cuando baja la temperatura por debajo de un punto crítico, se produce esa transición de fase en que protones y electrones se juntan. Ese juntarse se llama recombinación, aunque realmente aquí no debería llamarse recombinación, sino solo combinación. Pero bueno, En fin, tiene que ver con motivación. Que primero se juntan consigo mismo y luego ya con el universo. Sí, pero claro, hablamos de recombinación cuando un átomo está ionizado y luego se vuelve a recombinar. Esa es la cuestión: que el nombre viene de los átomos, entonces los átomos normalmente están combinados; entonces se ionizan separándose y después tú recombinas volviendo a unir lo que se separó. Entonces hablas de recombinar porque te imaginas que tu objeto primordial es átomo y usas esa misma palabra en el caso cosmológico donde la palabra ya no tiene sentido. Ya no. Tiene sentido porque nunca fueron átomos, entonces es la primera combinación pero bueno, se llama la recombinación; entonces ahora ya tenemos átomos neutros y luego se forman las galaxias. Bueno, las estrellas primero y luego las galaxias, y entonces esas primeras estrellas con su radiación ultravioleta lo que hacen es que vuelven a romper esos átomos y los ionizan, y entonces eso es la reionización, que ahí sí tiene sentido decir reionización, y eso ocurre a los cientos de millones, en torno a 100 millones de años. entonces bueno, pues por eso no; recombinación y reionización son las palabras clave a recordar en esto. Bueno, dice Juan Manuel Cruz que ahora estamos en otra época del universo, la reidiotización viendo con la nomenclatura. Bueno, quería hablar porque además alguien preguntaba también por la cosa de las galaxias y de hecho es de este mismo cartografiado de Hades, de Jades, que decía Francis pero antes, ya que tenemos a Borja. No me resisto a preguntarte, Borja, si nos quieres contar la historia esta que te habías leído y así de paso hacemos un poco de cambiar de tercio y no estamos siempre hablando de galaxias. La historia de Marte, ¿no? La historia de Marte, el planeta rojo, rojo…