¿Cómo fueron las primeras galaxias?

La teoría actual aceptada de la formación de galaxias es la teoría de formación de galaxias jerárquica, que trata de explicar la formación y evolución de las galaxias desde el universo homogéneo.

Según esta teoría, las pequeñas fluctuaciones cuánticas en el Universo primordial causaron variaciones de densidad, lo que condujo a la agregación de la materia.


Esta agregación, asistida por los halos de materia oscura alrededor, formó pequeños grupos, que serían similares a las galaxias enanas que cuelgan alrededor de las grandes galaxias. El estudio de los sistemas Damman Lyman-alpha (DLA), que son el conglomerado de hidrógeno neutro en el universo temprano (desplazamiento al rojo de 2-6), respalda esta idea. (Trabajé durante un par de meses en un proyecto en el que comparamos la distribución de hidrógeno en los DLA y en la población local de galaxias enanas y descubrí que era muy similar).

Estos pequeños grupos de galaxias luego pasaron por fusiones sucesivas para formar galaxias cada vez más grandes. Los diferentes tipos de fusiones dieron lugar a varios tipos diferentes de galaxias grandes como vemos hoy. Por ejemplo, los discos en las galaxias pueden haberse formado debido a la caída del material de las galaxias satélite, lo que conduce a la formación de los brazos de la espiral. Nuestra Vía Láctea está devorando su galaxia satelital enana llamada Galaxia Esferoidal Enana Sagitario.

EDITAR: Alguna información adicional:

Las estrellas de primera generación fueron definitivamente “superestrellas”; es decir, estrellas supermasivas del orden de 100 masas solares o más. Estaban completamente hechos de hidrógeno y trazas de helio y litio sin ningún elemento pesado. Estas fueron estrellas de vida muy corta y murieron en supernovas masivas dentro de unos pocos millones de años de su vida, dejando atrás agujeros negros masivos y enriqueciendo sus vecindarios con elementos más pesados. Las estrellas que vemos hoy son estrellas de segunda y (principalmente) de tercera generación.

Se supone que las primeras estrellas se forman en desplazamiento al rojo [math] z \ sim 20-30 [/ math] mientras que las primeras galaxias se formaron en [math] z \ sim 8-12 [/ math].

Hay muchas preguntas en los detalles, cada una de las cuales podría ser separada en Quora (debe seguir y preguntar). Si está interesado, también puede echar un vistazo a los dos documentos de revisión sobre el tema:

Las primeras estrellas – Revisión anual de astronomía y astrofísica
y
Las primeras galaxias – Revisión anual de astronomía y astrofísica

El Campo Ultra Profundo del Hubble muestra galaxias muy tempranas, todas las cuales son pequeñas y en su mayoría irregulares o perturbadas, con rápida formación de estrellas. Y con muchas fusiones ocurriendo. En general, se cree que las galaxias grandes se formaron más tarde, a partir de múltiples fusiones.

Más allá de eso es especulativo. Puede haber habido una generación de estrellas muy grandes que se convirtieron en agujeros negros. Probablemente las galaxias se reunieron alrededor de agujeros negros.

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