Nuestro complejo universo, repleto de galaxias, agujeros negros y cuásares, no solo apareció después del Big Bang. Durante decenas de millones de años, el universo fue una extensión oscura, llena de hidrógeno ionizado y helio. Pero en algún momento, los investigadores no están seguros de cuándo, estos gases giratorios encendieron las primeras estrellas. Es un período conocido como Amanecer Cósmico.
Ahora, como informa Jonathan Amos en la BBC, los científicos han encontrado rastros de algunas de esas primeras estrellas, lo que sugiere que cobraron vida aproximadamente 250 millones de años después del Big Bang.
Como informa Ethan Siegal en Forbes, nuestra generación actual de telescopios, como el telescopio espacial Hubble, simplemente no están equipados para mirar a las profundidades más profundas del espacio y el tiempo. La galaxia más antigua y más remota detectada directamente es GNZ-11, que se formó solo 400 millones de años después del Big Bang. Pero los científicos creen que las primeras estrellas comenzaron a parpadear en algún momento entre 380, 000 años después del Big Bang y la aparición de las primeras galaxias como GNZ-11.
Muchos astrónomos han planteado la hipótesis de que las primeras estrellas se iluminaron alrededor de 200 millones de años después del Big Bang. Pero no hemos podido ver con éxito estas estrellas. Después de miles de millones de años de viaje, su luz se desplaza hacia el extremo infrarrojo del espectro, lo que dificulta su detección sin telescopios IR especialmente equipados. Y las primeras estrellas a menudo están envueltas en una sopa de partículas neutras que absorben sus tenues parpadeos.
Es por eso que, para este nuevo estudio en la revista Nature, un equipo internacional de astrónomos se basó en evidencia indirecta, buscando en su lugar firmas de oxígeno y helio, elementos que solo se pueden crear en los núcleos de las estrellas.
Como explica Amos, los investigadores se centraron en la galaxia MACS1149-JD1, que se encuentra a miles de millones de años luz de distancia, utilizando dos telescopios terrestres: el Atacama Large Millimeter / Submillimetre Array (Alma) y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo del Sur )
Descubrieron que durante miles de millones de años, la expansión del universo cambia esa luz. Y al analizar ese cambio, los investigadores descubrieron la edad de las firmas de oxígeno e hidrógeno, a pesar de que no pueden ver directamente la galaxia.
Richard Ellis, profesor de astrofísica en el University College de Londres y coautor del estudio, le dice a Amos que este oxígeno tiene un desplazamiento al rojo de 9.1. “Eso significa que el Universo se ha expandido de nueve a 10 veces desde que la luz dejó este objeto. Estamos mirando hacia atrás alrededor del 97 por ciento del camino hacia el Big Bang [hace 13.800 millones de años] cuando el Universo tenía solo unos 500 millones de años ”, dice.
Según un comunicado de prensa, el equipo luego utilizó la espectroscopía infrarroja del telescopio espacial Spitzer y Hubble de la NASA para observar el brillo de JD1. Usando ese brillo y el mejor modelo de desarrollo de estrellas, pudieron deducir la edad de las estrellas en JD1.
"Eso nos da una indicación de cuánto antes en la historia del Universo, que actualmente no podemos sondear con nuestros telescopios, que este objeto realmente se formó", le dice Ellis a Amos. "Y encontramos que esta galaxia formó sus estrellas cuando el Universo tenía solo 250 millones de años, que es como el 2 por ciento de la edad actual del Universo".
Aunque es un buen comienzo, mirar aún más lejos en el espacio y el tiempo requerirá algo de potencia de fuego adicional. El telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento se retrasó de 2018 a 2020, estará equipado con sensores que le permitirán ver la luz estelar infrarroja y penetrar en la bruma del universo primitivo, quizás ayudándonos a observar directamente la primera luz estelar.
"Determinar cuándo ocurrió el amanecer cósmico es similar al 'Santo Grial' de la cosmología y la formación de galaxias", dice Ellis en otro comunicado de prensa. Con este último estudio, dice, "hay un optimismo renovado que nos estamos acercando cada vez más a presenciar directamente el nacimiento de la luz de las estrellas". Como todos estamos hechos de material estelar procesado, esto realmente está encontrando nuestros propios orígenes ”.
