La formación de la primera estrella en el universo

Área de la Ciencia:

• Cosmología Cosmología.
• La astrofísica es la astrofísica.
• Ciencias computacionales Ciencias computacionales.

Sus antecedentes:

• Los modelos de formación de estructuras indican que la materia oscura domina inicialmente, con objetos pregalácticos formados a partir de perturbaciones de densidad.
• El gas primordial se enfría a través de las moléculas de hidrógeno, hundiéndose en pozos potenciales de materia oscura, formando análogos de nube molecular.

Objetivo del estudio:

• Para simular la formación de una de las primeras estrellas en el Universo utilizando un modelo hidrodinámico 3D autoconsistente.
• Para investigar los procesos de fragmentación y formación de estrellas en las primeras estructuras cósmicas.

Principales métodos:

• Se empleó una simulación hidrodinámica tridimensional totalmente autoconsistente.
• La simulación rastreó el colapso del gas primordial dentro de los halos de materia oscura, incluyendo el enfriamiento y la formación de moléculas.

Principales resultados:

• Se formó un núcleo denso de aproximadamente 100 masas solares y sufrió una rápida contracción.
• Contrariamente a las expectativas, el núcleo no se fragmentó; en su lugar, se formó una única protoestrella de 1 masa solar a través de la formación de tres cuerpos H2.
• Se observó una rápida acreción (10^-2 masas solares/año) y retroalimentación radiativa de la protoestrella.

Conclusiones:

• A lo sumo se forma una estrella masiva y libre de metales por cada halo pregaláctico.
• La retroalimentación radiativa de la estrella en formación inhibe la formación de nuevas estrellas dentro del mismo halo.
• Los resultados se alinean con las mediciones de abundancia de estrellas pobres en metales en halos galácticos.