Detectan la luz de las primeras estrellas del Universo

Astrónomos norteamericanos han detectado la luz de las primeras estrellas que brillaron en el Universo hace 13.600 millones de años, sólo 180 millones de años después del Big Bang.

En los primeros momentos, el Universo no tenía forma precisa y formaba un plasma, una especie de sopa muy caliente de partículas y de energía. Esta sopa se enfrió rápidamente y la materia comenzó a concretarse mediante partículas elementales unidas entre sí para formar protones y neutrones.

Unos 370.000 años después del Big Bang, aparecieron los primeros átomos, luego las nubes de hidrógeno se concentraron hasta que los átomos de hidrógeno se unieron para crear helio, librando calor y luz. Fue así como nacieron las estrellas.

Es en ese momento cuando las estrellas dejaron las primeras huellas de su luz en el entorno, las que han conseguido detectar ahora los astrónomos norteamericanos, de la Universidad Estatal de Arizona (USA).

Los científicos rastreaban los sonidos del espacio con un radio espectrómetro del observatorio Murchison, en Australia, cuando escucharon una distorsión, una especie de agujero, en el fondo difuso cosmológico, la radiación fósil que inunda el universo desde sus inicios. Y comprobaron que esa distorsión coincidía con las predicciones de los modelos cosmológicos.

Interferencias con la FM

La tarea no era sencilla porque tanto nuestra galaxia como la radio FM que usamos, generan ondas en la misma banda que la señal buscada por los astrónomos, lo que implicó realizar una cuidadosa selección de las señales percibidas.

Hubo un momento en el que el agujero en el fondo difuso cosmológico apareció con claridad, a la frecuencia esperada y con una nitidez superior a la prevista. No obstante, los astrónomos necesitaron dos años para comprobar que la señal no procedía de un fallo de los instrumentos de observación o del ruido de fondo del Universo.

Usando una segunda antena, los instrumentos astronómicos trabajaron conjuntamente para observar diferentes zonas del cielo y pudieron descartar que exista otra explicación posible a esta caída de la intensidad en el fondo difuso cosmológico: se trata de la huella lumínica dejada por las primeras estrellas del Universo.

Lo confirmaron también calculando la deformación sufrida por la señal de las primeras estrellas en el fondo difuso cosmológico. Como el Universo está en expansión, todos los elementos que lo componen, desde nuestro planeta, las estrellas y todas las fuentes de ondas diferentes, se alejan unos de otros.

Así pudieron deducir que las primeras estrellas se formaron 180 millones de años después del Big Bang y también que esas estrellas desaparecieron 250 millones de años después del Big Bang.

Importante avance

Este descubrimiento representa un importante avance en la comprensión de los primeros momentos del Universo. Según explica Rennan Barkana, astrónomo israelí, en otro artículo de la revista Nature,  la intensidad de la señal detectada puede deberse a que fue refrescada por la materia oscura, lo que de ser cierto significaría que deberemos revisar nuestra idea de lo que es esa materia oscura.

El descubrimiento ha conmovido a la comunidad científica, por las posibles implicaciones. Algunos cosmólogos lo consideran el descubrimiento astronómico más importante desde la detección de las ondas gravitacionales en 2015, si bien al mismo tiempo se manifiestan prudentes a la espera de confirmaciones posteriores.

El descubrimiento  podría provocar una revisión de los modelos cosmológicos e incluso permitir comprender mejor la materia oscura, que aunque invisible para los telescopios, representa más de la cuarta parte del Universo.

Referencia

An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum. Nature volume 555, pages 67–70 (01 March 2018). doi:10.1038/nature2579