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Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una importante pista sobre cómo salió el Universo de su “edad oscura” hace unos 13.000 millones de años. Mediante la observación de galaxias cercanas, pueden inferir lo que pudo haberle ocurrido a las primeras galaxias de nuestro universo.
El Campo Ultra Profundo del Hubble, imagen de una pequeña región del espacio, en la constelación Fornax. Crédito: NASA/ESA.
Desde hace algún tiempo, los astrónomos han sabido que después del Big Bang una densa ‘niebla’ de hidrógeno se asentó sobre el Universo. Durante ese tiempo, gran parte de la luz producida por las primeras estrellas sólo pudo viajar cortas distancias antes que fuese absorbida p0or la niebla. Los astrónomos llaman a este periodo la “edad oscura” del Universo, pero poco se sabe sobre lo que ocurrió en ese periodo.
“Durante la edad oscura, la niebla de hidrógeno se condensó en determinados lugares, lo que permitió la formación de estrellas, agujeros negros y las primeras galaxias”, dijo el Dr. Lee Spitler, astrofísico de la Universidad de Tecnología de Swinburne.
“Estos objetos fueron las primeras fuentes importantes de radiación ultravioleta, que finalmente comenzó a quemar la niebla de hidrógeno así como el Sol disipa la niebla matutina en la Tierra. Llamamos a este proceso reionización, debido a que los átomos de hidrógeno son ionizados por la luz ultravioleta”, dijo Spitler.
“Pero lo que ocurrió durante la edad oscura del Universo es un misterio porque hay pocas fuentes de luz incrustadas en la niebla de hidrógeno. Obtener información sobre la reionización es bastante difícil, ya que ocurrió hace mucho tiempo. Dado que la luz tarda en llegar hasta nosotros, los astrónomos pueden observar lo que estaba ocurriendo es ese momento, pero es muy difícil y empuja a los telescopios modernos hasta sus límites”, agregó.
Para tratar este problema, un equipo de investigación internacional, dirigido por el Dr. Spitler, probó un enfoque diferente: buscaron signos de la reionización en las galaxias cercanas, que son fáciles de observar.
“Usamos galaxias cercanas para comprender algo que sucedió hace mucho tiempo, de la misma manera en que los fósiles son usados para comprender la historia de la Tierra”, dijo Duncan Forbes, profesor de Swinburne.
“Podemos ver regiones alrededor de galaxias donde la reionización finalizó y usar esta información para comprender importantes preguntas acerca de la edad oscura: Cómo eran las primeras estrellas; cómo se formaron las primeras galaxias; y ¿hubo muchos agujeros negros supermasivos?”.
Cuando la reionización ocurre en una galaxia y limpia la niebla de hidrógeno, también perturba la condensación de la niebla en los lugares de formación de nuevas estrellas.
El equipo de investigación buscó signos de esta formación estelar estancada en antiguos cúmulos estelares y fueron capaces de medir cuándo ocurrió la reionización a través de la región de una galaxia.
Mediante la medición de cuándo tuvo lugar la reionización alrededor de tres galaxias, incluyendo la Vía Láctea, los investigadores encontraron evidencia de que la niebla de hidrógeno se quemó por primera vez en regiones aisladas y de baja densidad del Universo. Unos pocos cientos de millones de años después, la reionización tuvo lugar en las regiones densas y pobladas del Universo.
Esto sugiere que las galaxias en regiones pobladas del Universo tuvieron más probabilidades de ser envueltas por bolsas muy densas de niebla de hidrógeno. Dichas regiones densas requerirían, por tanto, mayores cantidades de fuentes de luz y más tiempo para quemar la niebla en comparación con regiones con niebla relativamente poco densa.
“Comprender cómo se movió la reionización a través del Universo supone un gran reto. Nuestra técnica proporciona una manera novedosa de abordar este problema”, dijo el Dr. Spitler.
Los investigadores usaron los telescopios Keck y Subaru en Hawái para este trabajo, que ha sido publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.