Agencias/InsurgentePress/Ciudad de México. – Astrónomos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad Estatal de Arizona lograron captar débiles señales de hidrógeno del universo primordial, el más antiguo jamás hallado, revelando que el Universo era dos veces más frío de lo estimado y que las estrellas modificaron el entorno, de acuerdo con un estudio publicado este miércoles en la revista Nature.
Según los análisis científicos, este gas fue emitido solo 180 millones de años después del Big Bang, ocurrido hace unos 13 mil millones de años; es decir que, si el Universo fuera una persona de 40 años, este hidrógeno habría surgido cuando era apenas un bebé de 6 meses.
“Esta es la primera señal real de que las estrellas comienzan a formarse y comienzan a afectar el medio que las rodea”, afirma el coautor del estudio Alan Rogers, científico del Observatorio Haystack del MIT.
Los investigadores determinaron que el gas estaba en un estado que hubiera sido posible únicamente en presencia de las primeras estrellas, cuya radiación ultravioleta interactuaba con el gas circundante y generaba ondas que los científicos pudieron detectar en forma de ondas de radio desde una antena del tamaño de una mesa, en una remota región del oeste de Australia.
“La marca de esta característica de absorción (de radiación) está únicamente asociada con las primeras estrellas.
“Esas estrellas son la fuente de radiación más plausible para producir tal señal”, subraya Colin Lonsdale, director del Observatorio Haystack.
La señal fue captada con el instrumento EDGES (siglas en inglés para Experimento para Detectar Señales de la Época de la Reionización), antena originalmente diseñada para captar ondas de radio emitidas durante un periodo en la historia del Universo conocida como la Época de la Reionización.
Se cree que fue en tal periodo cuando aparecieron en el Universo las primeras fuentes luminosas, como estrellas, cuásares y galaxias, causando que el medio intergaláctico neutral previo, formado principalmente de gas de hidrógeno, comenzara a ionizarse.
Antes de la aparición de las primeras estrellas, el Universo estaba envuelto en tinieblas, y el hidrógeno, que era prácticamente invisible, se encontraba en un estado de energía indistinguible de la radiación cósmica circundante.
Los científicos consideran que la radiación ultravioleta emitida al encenderse las primeras estrellas modificó al hidrógeno, causando que se “separara” de la radiación del ambiente cósmico.
Como resultado, el hidrógeno comenzó tanto a emitir como a absorber radiación, en una característica longitud de onda de 21 centímetros, equivalente a una frecuencia de mil 420 megahertz.
Conforme el Universo se fue expandiendo, esta radiación se desplazó al rojo en frecuencias más bajas. Con el tiempo, esta radiación de 21 centímetros alcanzó la Tierra actual, situándose en algún lugar en un rango de 100 megahertz.
Así pues, ubicado en una región apartada de la interferencia de señales humanas, EDGES había sido configurado originalmente para rastrear señales en un rango de frecuencia entre los 100 a 200 megahertz.
Sin embargo, cuando los investigadores observaron, inicialmente fallaron en captar cualquier señal. Notaron que los modelos teóricos habían predicho que el hidrógeno primordial debía realizar emisiones en este rango si el gas era más caliente que el medio circundante. Pero, ¿qué tal si el gas fuera, de hecho, más frío?
Los modelos predijeron que, de ser el caso, el hidrógeno entonces debía absorber radiación de manera más firme entre los 50 y 100 megahertz.
“Tan pronto como cambiamos nuestro sistema a este rango más bajo, comenzamos a ver cosas que consideramos podrían ser una señal real”, indica Rogers.
Específicamente, los investigadores observaron un perfil de absorción aplanada o una interrupción en las ondas de radio, cerca de los 78 megahertz.
“Vimos esta interrupción con mayor firmeza alrededor de los 78 megahertz, y esa frecuencia corresponde a aproximadamente 180 millones de años después del Big Bang.
“En términos de una directa detección de una señal proveniente del hidrógeno mismo, esta tiene que ser la más temprana”, asegura Rogers.
Ciertas características en las ondas de radio detectadas también sugieren que el gas de hidrógeno y el Universo en su conjunto deben haber sido dos veces más fríos que lo estimado previamente, con una temperatura de alrededor de 3 kelvins o -270 grados centígrados.
Rogers y sus colegas no están seguros de por qué el Universo temprano era tan frío, pero algunas investigaciones han sugerido que la interacción con materia oscura puede haber tenido que ver.
“Es poco común que podamos observar algo más joven en la historia de las estrellas en nuestras vidas”, asegura el autor titular del estudio Judd Bowman, de la Universidad Estatal de Arizona.
Los investigadores afirman que este descubrimiento ofrece luz sobre lo que es considerado una oscura fase en la evolución del Universo.
“Esto es emocionante porque es el primer vistazo hacia un periodo particularmente importante en el Universo, cuando las primeras estrellas y galaxias comenzaron a formarse.
“Estos resultados requieren cambios en nuestro entendimiento actual de la evolución temprana del Universo”, concluye Lonsdale.
Con información de Reforma
