Teoría del Torque Tidal y Formación de Galaxias

Los halos son estructuras grandes en el universo que contienen materia oscura y galaxias. La forma en que se desarrollan estas estructuras de halo y ganan su giro, o Momento Angular, es un tema clave de estudio en cosmología. Una teoría importante en esta área es la Teoría de Torsión Maremotriz (TTT). Esta teoría explica que el momento angular de las estructuras de halo está influenciado por fuerzas maremotrices causadas por fluctuaciones de masa cercanas.

#¿Qué es la Teoría de Torsión Maremotriz?

La Teoría de Torsión Maremotriz sugiere que el momento angular de los Protohalos (formas tempranas de halos) proviene de la atracción gravitacional de la masa circundante. En términos más simples, a medida que estos protohalos comienzan a colapsar debido a la gravedad, se ven afectados por la presencia de masa cercana que crea fuerzas maremotrices. Estas fuerzas maremotrices pueden hacer que los protohalos giren.

Inicialmente, la TTT consideraba a los protohalos como áreas aleatorias donde la materia es más densa que el promedio. Sin embargo, investigaciones adicionales indicaron un panorama más complejo. En lugar de ser aleatorios, los protohalos se describen mejor como regiones de materia alrededor de picos en un patrón específico de densidad conocido como la distribución gaussiana.

#Desafíos con la Teoría de Torsión Maremotriz

A pesar de su utilidad, la TTT tiene dos desafíos principales. Primero, es difícil determinar la masa de las regiones en Colapso que están influenciadas por fuerzas maremotrices. Segundo, el tiempo de colapso de estas regiones de forma irregular no se entiende bien.

Además, la TTT solo se aplica en condiciones donde la materia está distribuida de manera uniforme. A medida que el universo evoluciona y la materia se agrupa más, las suposiciones de la TTT pueden no seguir siendo válidas.

#Nuevos Enfoques a la Teoría de Torsión Maremotriz

Avances recientes han mejorado la TTT utilizando un marco llamado el método CUSP, que aborda mejor los problemas de masa y tiempo de colapso. Este nuevo enfoque ayuda a calcular el momento angular de los protohalos de manera más precisa. Trata al protohalo y a la fluctuación de masa que causa la fuerza maremotriz como partes de la misma estructura.

#Conceptos Clave en el Cálculo del Momento Angular

El momento angular de un protohalo se calcula en función de su masa, forma y la influencia de las distribuciones de masa cercanas. Al centrarse en las interacciones gravitacionales y cómo afectan al protohalo, los investigadores pueden derivar una fórmula para el momento angular que se puede aplicar a modelos de formación de galaxias.

#El Papel de la Forma y Densidad

Los protohalos no colapsan en esferas perfectas; adoptan formas más complejas conocidas como formas triaxiales. Esto significa que tienen diferentes anchuras a lo largo de tres ejes. Su proceso de colapso se ve influenciado no solo por su masa, sino también por su forma y la densidad de la materia circundante.

#Relaciones de Masa y Tiempos de Colapso

Un aspecto crucial para entender las regiones en colapso es la relación entre su masa y la rapidez con que colapsan. Los protohalos más masivos tienden a colapsar más rápido. Sin embargo, el tiempo exacto puede variar según el entorno y la forma del protohalo.

Los investigadores también han desarrollado métodos para vincular protohalos a picos de masa identificados en el campo de densidad. Esta conexión es esencial para entender cómo evolucionan los halos y cómo se establece su momento angular.

#Usando Simulaciones para Apoyar Teorías

Las simulaciones por computadora juegan un papel importante en probar y refinar estas teorías. Al simular las estructuras de los halos y sus procesos de formación, los investigadores pueden comparar los resultados predichos con los datos observados. Esto ayuda a verificar la precisión de la TTT y sus extensiones.

#Implicaciones para la Formación de Galaxias

Entender cómo funciona el momento angular de los halos tiene implicaciones significativas para la formación de galaxias. El momento angular que adquieren los protohalos influye en cómo se comportan y evolucionan las galaxias. Puede afectar su rotación, la forma en que interactúan con otras galaxias y cómo forman estrellas.

#Direcciones de Investigación Futura

Aunque se han realizado muchos avances, todavía hay áreas que requieren más investigación. Por ejemplo, la transición de protohalos a galaxias completamente formadas es compleja y no se entiende del todo. La investigación futura tiene como objetivo refinar modelos y mejorar nuestra comprensión de cómo el momento angular impacta en la formación de galaxias a lo largo del tiempo.

#Resumen

En resumen, el estudio del momento angular de los halos a través de la Teoría de Torsión Maremotriz y sus mejoras ofrece valiosas ideas sobre los orígenes y la evolución de estructuras en el universo. Al integrar nuevas metodologías y utilizar simulaciones, los investigadores pueden seguir desentrañando las complejidades de las estructuras cósmicas y su desarrollo. Esta investigación es crucial para armar la historia del universo y entender la formación de las galaxias que observamos hoy en día.