¡Magufos!: Desvelado el momento posterior al Big Bang #Ciencia Kanija 2.0 #noticias

Artículo publicado el 13 de enero de 2016 en EurekAlert!

Un primer paso hacia la comprensión de los inicios del universo.

Tras el Big Bang, el universo se expandió y, al enfriarse, la materia tomó forma progresivamente. Las primeras estrellas y galaxias se formaron unos cientos de miles de años después. Mil millones de años después, se aprecia que el universo volvió a calentarse y el hidrógeno, el elemento más abundante, se ionizó de nuevo, como sucedió poco después del Big Bang. ¿Cómo fue posible esta importante transformación, conocida como reionización cósmica? Los astrónomos pensaron durante mucho tiempo que las galaxias fueron las responsables de este fenómeno. Ahora, un equipo internacional que incluye a investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) ha validado en gran medida esta hipótesis. Han descubierto, en efecto, una galaxia compacta que emite un gran número de fotones ionizantes, que son responsables de esta transformación del universo. El artículo, publicado en la revista Nature, abre una importante vía nueva para comprender los inicios del universo.

Galaxia guisante verde Crédito: Ivana Orlitová, Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences (Prague)

La materia normal en los inicios del universo, es decir, hace unos 14 000 millones de años, consistía mayormente en gas. Las estrellas y cúmulos de estrellas nacen a partir de nubes de gas, formando de este modo las primeras galaxias. La radiación ultravioleta emitida por estas estrellas contiene numerosos fotones ionizantes. Por esta razón los científicos han sospechado desde hace tiempo que las galaxias son responsables de la reionización cósmica. Sin embargo, para que esto suceda, las galaxias tienen que «eyectar» estos fotones, que son fácilmente absorbidos, antes de que puedan escapar. A pesar de los veinte años de intensa investigación, no se ha hallado ninguna galaxia que emita suficiente radiación.

Para resolver este problema, los astrónomos del equipo de investigación de Daniel Schaerer, del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias, y un equipo internacional propusieron observar las galaxias «guisante verde». Descubiertas en 2007, estas galaxias representan un tipo raro y especial en el universo cercano. Son muy compactas, lo que les permite alojar explosiones estelares o potentes vientos que son lo bastante fuertes como para «eyectar» los fotones ionizantes. Yuri Izotov, de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania , y primer autor del artículo, ha examinado el Sloan Survey – una base de datos de más de 1 millón de galaxias. A partir de él, el equipo identificó aproximadamente 5000 galaxias que encajaban con sus criterios, es decir, galaxias muy compactas que emiten una intensa radiación ultravioleta. Cinco de ellas fueron elegidas para el experimento.

Usando el Telescopio Espacial Hubble, capaz de detectar radiación ultravioleta, el equipo de investigación encontró que la galaxia «guisante verde» J0925, situada a una distancia de 3000 millones de años luz era, de hecho, un conjunto de fotones ionizantes «eyectados» con una intensidad sin precedente. Este descubrimiento clave demuestra que las galaxias de este tipo podrían explicar la reionización cósmica, confirmando de este modo la hipótesis más común. Posteriores observaciones realizadas con Hubble confirmarán este resultado y también ayudarán a una mejor comprensión del mecanismo de «eyección» de fotones y los tipos específicos de galaxias que dirigen la reionización cósmica.

Anne Verhamme, investigadora en la UNIGE, también ha encontrado que esta galaxia «guisante verde» muestra una forma muy particular. Su espectro Lyman-alfa, es decir, una de las líneas espectrales de hidrógeno que emite, es mucho más estrecha y potente que en la mayor parte de galaxias, confirmando de este modo sus predicciones teóricas. Estas observaciones proporcionan ahora la base para un nuevo y eficiente método de búsqueda de galaxias responsables de la reionización cósmica hace entre 13 000 y 14 000 millones de años.

Estos descubrimientos representan un importante avance para los estudios de los inicios del universo. La tecnología actual sólo proporciona una primera visión durante los primeros 1000 millones de años de existencia del universo. El futuro Telescopio Espacial James Webb, cuyo lanzamiento está planificado para 2018, se espera que revolucione este campo. Permitirá a los astrónomos descubrir y estudiar en detalle las primeras galaxias y fuentes de reionización cósmica. Desconocido en gran medida por el momento, los inicios del universo empiezan a revelarse.