GALÁXIAS & COSMOLOGIA
GALAXIAS Y EL MODELO ESTÁNDAR COSMOLÓGICO
La piedra angular de la cosmología moderna es la adhesión al principio cosmológico, que sostiene que nuestra posición en el Universo no es de ninguna manera especial. Esta idea, tanto simple como profunda, contrasta fuertemente con las creencias históricas que frecuentemente colocaban a la humanidad en el centro del Universo. El principio cosmológico es fundamental para la Cosmología del Big Bang, que ofrece la descripción más convincente de nuestro Universo como una entidad evolutiva, muy diferente en el pasado en comparación con el presente. Las observaciones actuales respaldan tan firmemente la teoría del Big Bang que las alternativas rara vez son consideradas. El estudio de las primeras estrellas y galaxias, y su impacto en la materia difusa del Universo primordial, representa una de las fronteras de la cosmología moderna. Las mediciones de las fluctuaciones en el fondo cósmico de microondas (CMB), que surgieron solo unos cientos de miles de años después del Big Bang, han proporcionado información sobre el contenido físico del Universo. Mientras tanto, telescopios avanzados como el Telescopio Espacial Hubble, WMAP, Planck y el Telescopio Espacial James Webb nos permiten observar la complejidad del Universo lleno de galaxias de hoy, miles de millones de años después. Sin embargo, la astrofísica de los primeros miles de millones de años sigue siendo en gran parte desconocida. Durante este período relativamente corto, una fracción menor de materia se aglutinó en las primeras galaxias, formando las primeras estrellas. La luz de estos objetos y de generaciones subsecuentes de galaxias comenzó a permeabilizar el vasto medio intergaláctico (IGM), culminando en el último gran cambio de fase de nuestro Universo: la reionización cosmológica. Este evento resultó en la ionización de casi todos los átomos en el Universo, despejando la "neblina cósmica" y permitiendo que la luz visible se esparciera por el espacio. Con esto, el Universo dejó de ser un lugar frío y oscuro. Este período de reionización marca una transición crucial de la simplicidad del Universo primordial a la complejidad observada hoy, 14 mil millones de años después. La comprensión de este período es esencial para desentrañar nuestras orígenes cósmicas y el impacto que tuvo en la formación de estructuras aún resuena en la actualidad.
En este proyecto, proponemos revisitar el modelo cosmológico estándar para profundizar nuestro entendimiento sobre la fase de reionización, la formación de galaxias y la dinámica de sus componentes críticos, como estrellas, gas, y los procesos de acreción y emisión en agujeros negros supermasivos. Utilizaremos un enfoque integrado que combina datos astronómicos de grandes observatorios, simulaciones numéricas sofisticadas y técnicas semianalíticas para desarrollar modelos mejorados. Este esfuerzo tiene como objetivo explicar y modelar una variedad de fenómenos dentro de esta área crítica de estudio. El objetivo es crear un entendimiento más robusto y detallado de las primeras etapas de la evolución del universo, incluyendo los mecanismos que impulsaron la reionización y la subsecuente formación de estructuras complejas. A través de la integración de observaciones empíricas con avances teóricos, esperamos desentrañar las interacciones fundamentales que definen la cosmología y la formación de galaxias, contribuyendo significativamente al campo de la astrofísica moderna.