Se encendieron 180 millones de años después del Big Bang

La investigación publicada en ‘Nature’ aporta por primera vez una información clave sobre la materia oscura

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Los astrónomos han conseguido detectar por primera vez una señal procedente de las primeras estrellas del universo. La investigación, en la que participan Chile, Estados Unidos e Israel, aparece en dos artículos publicados hoy por la revista Nature y sugiere que en el universo primitivo, como mucho unos 180 millones de años después del Big Bang, tuvieron lugar interacciones entre la materia que conocemos y la materia oscura.

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JPA/DICYT – Según la información recogida por DiCYT, los modelos del universo temprano predicen que las estrellas de aquel momento eran masivas, azules y de corta duración. Los telescopios no pueden verlas, así que los astrónomos han estado buscando evidencia indirecta, como un cambio revelador en la radiación electromagnética de fondo que impregna el universo, llamada fondo cósmico de microondas.

primeras estrellas

Representación artística del nacimiento de las primeras estrellas. Imagen: N. R. Fuller, National Science Foundation

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La Tierra está llena de ondas de radio, lo que complica la búsqueda de los astrónomos. “Hay un gran desafío técnico para hacer esta detección”, dice Peter Kurczynski, uno de los responsables de la investigación. “Las fuentes de ruido pueden ser 10.000 veces más brillantes que la señal, es como estar en medio de un huracán y tratando de escuchar la aleta del ala de un colibrí”, agrega.

Judd Bowman y su equipo detectaron dicha señal a 78 megahertzios, lo que cuadra con sus expectativas, aunque ven indicios de que el gas primordial estaba más frío de lo esperado

Sin embargo, los astrónomos confiaban en encontrar la señal gracias a investigaciones previas que indicaban que las primeras estrellas liberaron enormes cantidades de luz ultravioleta que interactuó con los átomos de hidrógeno flotantes, que comenzaron a absorber los fotones que acompañaban al fondo cósmico de microondas.
Así, el gas de hidrógeno absorbe fotones del fondo de microondas cósmico, imprimiendo una firma en el espectro de radio que debería ser observable hoy a frecuencias de radio por debajo de 200 megahercios.

Judd Bowman y su equipo detectaron dicha señal a 78 megahertzios, lo que cuadra con sus expectativas, aunque ven indicios de que el gas primordial estaba más frío de lo esperado.

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Un dato revelador sobre la materia oscura

En el segundo estudio, el investigador Rennan Barkana sugiere que el gas se enfrió a través de la interacción del hidrógeno con algo que es aún más frío: la materia oscura. Sobre la base de la señal observada, este autor cree que la partícula de materia oscura no es más pesada que varias masas de protones.

Instrumento que ha detectado la señal, ubicado en Australia. Foto: CSIRO Australia.

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De confirmarse estos datos “habremos aprendido algo nuevo y fundamental sobre la misteriosa materia oscura, que constituye el 85 por ciento de la materia en el universo”, afirma Bowman

El chileno Raul Monsalve, que pertenece a la Universidad Católica de la Santísima Concepción, a la Universidad de Colorado en Boulder y a la Universidad Estatal de Arizona (estas dos últimas en Estados Unidos), ha tenido un papel destacado en esta investigación que comenzó hace una década y cuyo elemento clave ha sido la construcción de una antena de pequeñas dimensiones, pero especialmente diseñada para captar la señal buscada y que se instaló en Australia.

Según Bowman, si estos datos se confirman, “habremos aprendido algo nuevo y fundamental sobre la misteriosa materia oscura, que constituye el 85 por ciento de la materia en el universo”.

Además, sería “la primera aportación de la física más allá del modelo estándar”.