Luces sobre la edad oscura

Los restos de las primeras estrellas han ayudado a los astrónomos a acercarse a desvelar la "edad oscura" del cosmos.

Línea de tiempo del Universo, desde el Big Bang hasta la
actualidad. Crédito: NASA/Equipo Científico de WMAP

Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge y el Instituto Tecnológico de California está usando luz emitida por agujeros negros masivos, llamados quásares, para "iluminar" los gases liberados por las primeras estrellas, que estallaron hace miles de millones de años. Como resultado, han encontrado lo que llaman el eslabón perdido en la evolución del universo químico.

Se cree que las primeras estrellas tienen la clave de uno de los misterios de los inicios del cosmos: cómo evolucionó de uno predominantemente repleto de hidrógeno y helio, a un universo rico en elementos pesados, como oxígeno, carbono y hierro.

Sin embargo, a pesar de que los telescopios pueden detectar la luz que alcanza la Tierra desde miles de millones de años-luz de distancia, permitiendo a los astrónomos mirar hacia atrás en el tiempo durante casi los 13.700 millones de años de historia del Universo, queda una frontera observacional: la conocida como "edad oscura". Este periodo, que duró 500 millones de años desde el Big Bang, terminó cuando nacieron las primeras estrellas, y es inaccesible a los telescopios debido a que las nubes de gas que llenaban el Universo no eran transparentes a la luz visible e infrarroja.

"Hemos sido capaces de escrutar la edad oscura efectivamente usando la luz emitida por un quásar en una lejana galaxia hace miles de millones de años. La luz proporciona un telón de fondo contra el cual puede medirse cualquier nube de gas en su camino", dijo el profesor Max Pettini en el Instituto de Astronomía de Cambridge, quien lideró la investigación junto con el estudiante de doctorado Ryan Cooke.

Tomando medidas de precisión utilizando los telescopios más grandes del mundo en Hawai y Chile, los investigadores han usado Espectroscopía de Línea de Absorción de Quásar para identificar nubes de gas llamadas 'sistemas Lyman alfa amortiguados' (DLAs). Entre los miles de DLAs conocidos, el equipo ha tenido éxito al encontrar una extraña nube liberada por una estrella muy temprano en la historia del Universo.

"A juzgar por su composición, el gas es un remanente de una estrella que explotó hace unos 13.000 millones de años", explicó Pettini. "Proporciona el primer análisis del interior de una de las primeras estrellas del Universo".
Los resultados proporcionan observaciones experimentales de una época que hasta el momento ha sido posible modelar sólo con simulaciones por ordenador, y ayudará a los astrónomos a rellenar los huecos en la comprensión de cómo evolucionaron los químicos del Universo.

"Descubrimos pequeñas cantidades de elementos presentes en la nube en proporciones que son muy distintas a las proporciones relativas a las estrellas normales actuales. Lo más significativo es que la proporción de carbono a hierro es 35 veces mayor que lo medido en el Sol", dijo Pettini. "La composición nos permite inferir que el gas fue liberado por una estrella 25 veces más masiva que el Sol, y que originalmente constaba sólo de hidrógeno y helio. En efecto, éste es un registro fósil que nos da un eslabón perdido en los inicios del Universo".

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