El amanecer cósmico terminó 200 millones de años más tarde de lo que se creía

Un nuevo estudio expone que la época de la reionización finalizó 1.100 millones de años después del Big Bang, retrasando la fecha expuesta anteriormente. ¿Qué significa esto?

 

El momento de la historia del universo en que comenzaron a formarse las primeras estrellas terminó 200 millones de años más tarde de lo que se pensaba anteriormente, afirman los astrónomos en su nuevo trabajo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

 


Época de reionización

El conocido como "amanecer cósmico" (el final de la edad oscura del universo) comenzó alrededor de 250 a 350 millones de años después del Big Bang, con la creación de estrellas y galaxias y la ionización del gas de hidrógeno intergaláctico en un proceso llamado reionización. Terminó, con todo el hidrógeno ionizado, 1 100 millones de años después del Big Bang.

Las observaciones de los telescopios nos han aportado información sobre la Época de Reionización o Amanecer Cósmico que se produjo después del Big Bang hace unos 13 800 millones de años.

Tras esto, el universo se expandió y se enfrió (durante unos 380 000 años) y, luego pasó unos 100 millones de años en un período dominado por el hidrógeno neutro, gracias a que los protones y los electrones pudieron combinarse y crear grandes cantidades del material a medida que el universo se iba enfriando. Justo después es cuando las primeras estrellas y galaxias comenzaron a formarse.


Y ahora, gracias a este nuevo trabajo, sabemos en qué momento terminó el amanecer cósmico. Las estrellas y las galaxias comenzaron a formarse, emitiendo luz e ionizando el gas de hidrógeno intergaláctico y terminó, con todo el hidrógeno ionizado, 1 100 millones de años después del Big Bang.

 


¿Qué significa para nosotros?


El hecho de que la fecha sea 200 millones de años más tarde que las estimaciones anteriores, significa que la primera generación de estrellas y galaxias puede estar más cerca y, por lo tanto, más fácil de observar de lo que se pensaba. Por lo que se espera que el flamante telescopio espacial James Webb de la NASA, descrito como una “máquina del tiempo cósmica”, sea capaz de captar la luz de estas primeras estrellas, dado su poder para mirar hacia más lejos en la historia del universo que ningún otro instrumento.

reionizacion
Carnegie Institution for Science / MPIA

¿Cómo se ha llegado a esta fecha?

Filtrando la luz que emanaba de los cuásares dentro de la Encuesta XQR-30. Concretamente, utilizando la luz de 67 cuásares, objetos extremadamente brillantes alimentados por agujeros negros supermasivos. Los cuásares se observaron utilizando el Very Large Telescope en Chile y el Observatorio W. M. Keck en Hawái, y todos ellos -los cuásares- están lo suficientemente lejos como para saber que se habrían formado dentro de aproximadamente 1 000 millones de años del Big Bang.

Los investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania analizaron las líneas oscuras de absorción en el espectro de la luz -teniendo en cuenta la expansión constante del universo- para determinar cuándo dejó de viajar a través del hidrógeno no ionizado y comenzó a encontrar solo hidrógeno ionizado en el espacio entre las galaxias. "Se puede decir que es el final de la reionización cuando todos los cuásares están de acuerdo: está ionizado en todas partes", explican los autores.

 


Un futuro brillante

“Este nuevo conjunto de datos proporciona un punto de referencia crucial contra el cual se probarán las simulaciones numéricas de los primeros mil millones de años del universo en los próximos años. Ayudarán a caracterizar las fuentes ionizantes, las primeras generaciones de estrellas”, comenta Frederick Davies, coautor del trabajo.


“La dirección futura más emocionante para nuestro trabajo es expandirlo incluso a épocas anteriores, hacia el punto medio del proceso de reionización. Desafortunadamente, las distancias mayores significan que esos cuásares anteriores son significativamente más débiles. Por lo tanto, el área de recolección ampliada de los telescopios de próxima generación, como el ELT (Telescopio Extremadamente Grande de Chile), será crucial”, concluye Sarah Bosman, líder del estudio.

 

Referencia: Sarah E I Bosman et al, Hydrogen reionization ends by z = 5.3: Lyman-α optical depth measured by the XQR-30 sample, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac1046

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en ladymoon@gmail.com

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