Científicos han conseguido detectar la primera señal del amanecer cósmico mediante una antena del tamaño de una mesa.
El Big Bang pudo haber sido brillante y dramático, pero inmediatamente después de que ocurriera, el universo se volvió extremadamente oscuro durante mucho tiempo. Hasta ahora creíamos que tuvieron que pasar hasta 200 millones de años hasta que las primeras estrellas comenzaran a surgir de una oscura sopa de materia.
Sin embargo, un equipo de astrónomos de la Universidad de Arizona y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE. UU.) ha logrado detectar una señal que emitió el gas hidrógeno del universo primordial, comprobando que se generaron apenas 180 millones de años después de esa Gran Explosión. Es la primera evidencia de hidrógeno encontrada en el universo.
La débil señal de estas estrellas ha sido recogida con una antena de radio del tamaño de una mesa, llamada EDGES en una zona remota y árida de Australia, libre de interferencias.
Esta nueva marca abre una nueva ventana al universo temprano, al mostrar que estas primeras estrellas surgieron aproximadamente 180 millones de años después del Big Bang. Pero este hallazgo viene acompañado de otro más inesperado: antes de que nacieran las estrellas algo enfrió el gas circundante, quizá la misteriosa materia oscura.
Los modelos han demostrado que las primeras estrellas que iluminaron el universo habrían sido azules y de corta duración, produciendo un baño de luz ultravioleta.
La señal observable de este amanecer cósmico se teorizaba como una «señal de absorción» – una caída en el brillo en una longitud de onda particular – causada por esta luz que atraviesa y afecta las propiedades físicas de las nubes de gas de hidrógeno, que es el más elemento abundante en el cosmos. En la práctica, esta señal es extremadamente difícil de encontrar. Esto se debe a que se superpone con muchas otras señales en esta región del espectro que son mucho más fuertes, como las frecuencias comunes en el dial de la radio FM y las ondas de radio de otros eventos en nuestra galaxia.
La razón por la que los científicos han tenido éxito se debió en parte al sensible receptor del experimento y a la pequeña antena, que le permite cubrir una gran área del cielo con mayor facilidad. Los científicos se sorprendieron al descubrir que la amplitud de la señal era más del doble de lo predicho, lo que sugiere que el gas de hidrógeno era mucho más frío de lo esperado.
Teniendo en cuenta que en este momento del universo habría sido fácil calentar el gas pero difícil enfriarlo, algo debió haber interactuado para producir ese enfriamiento adicional. Lo único conocido en el universo temprano más frío que este gas cósmico es la materia oscura.
De hecho, los teóricos ahora deben decidir si deben ampliar el modelo estándar de la cosmología y la física de partículas para explicar este efecto.
Sabemos que la materia oscura es cinco veces más común que la materia ordinaria, pero aún desconocemos de qué está hecha.
El nuevo estudio sugiere que la particula de materia oscura no sería mucho más pesada que un protón (que forma el núcleo atómico junto con el neutrón) y sería más fría de lo que pensábamos.
Sin embargo, los autores reconocen que podría haber otra causa del excesivo enfriamiento del gas primordial: “Lo que vemos es absorción, por gas, de ondas de radio. La otra posible explicación es que hubo más ondas de radio y más intensas en el universo temprano de lo que esperamos, producidas por algún proceso cuando comenzaban a formarse las estrellas. Esto también sería una gran sorpresa”, aclara Rennan Barkana, líder del trabajo que publica la revista Nature.
Estos descubrimientos llegan en un momento clave para los radioastrónomos, que están desarrollando la próxima generación de redes gigantes de radiotelescopios o interferómetros en Australia y Sudáfrica, llamado Square Kilometre Array, así como otros experimentos de vanguardia dedicados al estudio del amanecer cósmico.
Sarah Romero, Muyinteresante