Un equipo de científicos del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian ha desarrollado Lumina, una simulación innovadora que detalla los primeros 2000 millones de años de historia del universo. Esta herramienta se convierte en un recurso esencial para contrastar las observaciones del telescopio James Webb con las teorías físicas existentes, ofreciendo una nueva perspectiva sobre los orígenes cósmicos.
Los hallazgos, publicados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, revelan cómo el modelo, liderado por el investigador Oliver Zier, aborda la transición del universo desde su fase opaca inicial hasta el surgimiento de estrellas y galaxias. Durante su actividad, el telescopio James Webb detectó un número inesperadamente alto de galaxias brillantes, lo que llevó a los astrónomos a cuestionar sus cálculos teóricos.
Lumina se presenta como una solución a estas inquietudes, simulando la dinámica del gas y la materia oscura, así como el comportamiento de la luz emitida por estrellas y agujeros negros. Este modelo muestra cómo el universo, tras el Big Bang, comenzó como un plasma caliente y denso y, al enfriarse, formó átomos neutros de hidrógeno y helio, permitiendo el paso de la luz y dando inicio a la edad oscura.
La simulación ilustra el proceso de reionización, donde la luz ultravioleta arrancó electrones del hidrógeno, creando burbujas que eventualmente se fusionaron. Asimismo, el helio siguió un camino diferente, requiriendo energía superior, principalmente proporcionada por cuásares, agujeros negros masivos que consumen materia. Lumina sigue ambos procesos de manera simultánea.
Con un volumen 100 veces mayor que estudios previos, Zier destacó el trabajo arduo que llevó a la creación de esta simulación, mencionando que ver las predicciones cobrar vida en vídeo fue un logro gratificante. El equipo utilizó el superordenador Frontier en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, donde procesaron 400 mil millones de elementos.
La simulación proporciona información sobre la temperatura del gas intergaláctico, que alcanzó 20 mil grados durante la reionización del hidrógeno, y luego se enfrió con la expansión cósmica, experimentando un nuevo calentamiento por la influencia del helio. Además, Lumina aclara la abundancia de galaxias masivas observadas por el Webb, sugiriendo que los modelos actuales podrían estar subestimando estos objetos.
Los investigadores concluyen que las discrepancias observadas podrían deberse a una mayor eficiencia en la formación estelar o ajustes necesarios en la teoría cosmológica estándar. A medida que se avanza en la investigación, Lumina se perfila como un recurso clave para estudiar la circulación de gas y la formación estelar extrema en el futuro, proporcionando coherencia con las observaciones actuales del satélite Planck. Sin embargo, el acceso público a los datos de esta simulación está programado para 2028.
Fuente: La Nación
