El modelo recrea los primeros 2000 millones de años del cosmos
Investigadores del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian desarrollaron la simulación Lumina para reconstruir la transformación del universo temprano, desde su etapa opaca hasta la aparición de estrellas y galaxias, y comparar sus resultados con las observaciones del telescopio James Webb.
Infórmate en DiarioPampero.com – El modelo analiza la reionización del hidrógeno y del helio, la formación estelar y la presencia de galaxias masivas que desafiaron los cálculos previos.
La simulación Lumina fue presentada por un equipo del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian como una reconstrucción detallada de los primeros 2000 millones de años de historia cósmica. El trabajo busca explicar cómo el universo pasó de una etapa inicial opaca a otra dominada por la luz de las estrellas y las galaxias.
El proyecto, liderado por Oliver Zier, fue publicado el 26 de octubre de 2026 en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Según sus autores, la herramienta permitirá contrastar las observaciones del telescopio espacial James Webb con modelos basados en la física conocida.
Las imágenes del Webb habían mostrado una cantidad de galaxias brillantes superior a la prevista por cálculos anteriores y algunos objetos con una masa elevada para su edad. Lumina intenta abordar ese problema al combinar la dinámica del gas y la materia oscura con la luz emitida por estrellas y agujeros negros.
La reionización del universo
Después del Big Bang, el universo estaba compuesto por un plasma caliente y denso. A medida que se enfrió, se formaron átomos neutros de hidrógeno y helio, una etapa que impidió el paso libre de la luz y dio lugar a la denominada edad oscura, cuando todavía no existían estrellas ni galaxias.
De acuerdo con la simulación, la luz ultravioleta emitida por las primeras estrellas arrancó electrones del hidrógeno en un proceso conocido como reionización. Las regiones ionizadas formaron burbujas alrededor de las galaxias, que luego crecieron y se fusionaron hasta modificar las condiciones del cosmos.
El helio siguió un proceso diferente porque su ionización requería niveles de energía más altos. Lumina atribuye principalmente ese aporte a los cuásares, objetos asociados con agujeros negros masivos que absorben materia y liberan grandes cantidades de energía.
La simulación ocupa un volumen cien veces mayor que el de estudios anteriores y fue procesada en el superordenador Frontier, ubicado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee. El equipo utilizó 400.000 millones de elementos para representar la evolución de la materia y la radiación.
Entre los resultados, el modelo describe cómo cambió la temperatura del gas intergaláctico. Durante la reionización del hidrógeno, ese gas alcanzó unos 20.000 grados, luego se enfrió por la expansión cósmica y volvió a calentarse bajo la influencia de la ionización del helio.
Los investigadores también observaron que los modelos calibrados con el universo cercano podrían subestimar la cantidad de galaxias masivas que detectó el Webb. Entre las explicaciones posibles mencionaron una mayor eficiencia en la formación de estrellas o la necesidad de revisar algunos aspectos de la teoría cosmológica estándar.
Por el momento, esas diferencias siguen siendo un desafío abierto para la física moderna. Lumina incorpora las condiciones iniciales del universo y un esquema que separa los bariones de la materia oscura, una diferencia respecto de proyectos anteriores.
El equipo señaló que la plataforma podrá utilizarse para estudiar la circulación del gas y los procesos de formación estelar extrema. Sus resultados presentan una coherencia general con las observaciones actuales del satélite Planck, mientras que el acceso público a los datos está previsto para 2028.
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