Las primeras estrellas del universo

Población iii estrellas

Entre 250 y 350 millones de años después del Big Bang, se produjo el amanecer cósmico. Las mediciones realizadas en seis de las galaxias más lejanas que hemos visto han permitido a los investigadores realizar los cálculos más precisos jamás realizados sobre el momento en que se formaron las primeras estrellas.

“Antes del amanecer cósmico, el universo era oscuro y sólo contenía nubes de hidrógeno, y ahora, por supuesto, estamos rodeados de toda esta hermosa estructura cósmica y de billones de estrellas en el cielo nocturno”, afirma Richard Ellis, del University College de Londres. “La pregunta es: ¿cuándo empezó todo esto?”.

Ellis y sus colegas eligieron seis de las galaxias más distantes que jamás hayamos visto, todas ellas a más de 25.000 millones de años luz. Como la luz de esas galaxias tardó mucho tiempo en viajar hasta nosotros, vemos esas galaxias tal y como eran hace miles de millones de años, lo que las convierte en una ventana al universo primitivo.Advertisement

Los investigadores observaron estas seis galaxias con cuatro de los telescopios más potentes de la Tierra para medir sus distancias con la mayor precisión posible y determinar la edad de las estrellas de las galaxias. Esas estrellas lejanas son algunas de las primeras que se formaron, por lo que su edad nos indica la fecha del amanecer cósmico, que los investigadores calcularon que fue hace unos 13.500 millones de años.

La primera galaxia del universo

Tras el Big Bang, el Universo se expandió, se enfrió y acabó permitiendo que los protones y los electrones formaran hidrógeno neutro. Sin embargo, en algún momento de los primeros mil millones de años de la historia cósmica, el Universo se inundó de fotones altamente energéticos que devolvieron al hidrógeno del medio intergaláctico a un estado altamente ionizado. El origen de estos fotones ionizantes sigue sin estar claro, lo que convierte a la reionización cósmica en uno de los grandes enigmas sin resolver del Universo primitivo. Aunque, en principio, una gran cantidad de objetos astronómicos podrían haber contribuido a este proceso, las galaxias con formación estelar suelen ser las principales candidatas, ya que se sabe que existían en gran número en la época en cuestión.

Dado que la luz de algunas de las galaxias más lejanas que conocemos actualmente ha tardado más de diez mil millones de años en llegar a nosotros, podemos aprender más sobre las galaxias de la época de reionización estudiando estos objetos extremadamente débiles y lejanos. Nuestro equipo utiliza las galaxias y los cúmulos de galaxias como lentes gravitacionales para buscar estos objetos, y utiliza modelos numéricos para aprender más sobre sus propiedades.

Cómo se forman las estrellas

EVOLUCIÓN ESTELAR | COSMOLOGÍAEsta impresión artística representa a CR7, una de las galaxias más antiguas conocidas, descubierta por el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en 2015. Data de tan solo 800 millones de años después del Big Bang, y es probable que contenga ejemplos de la primera generación de estrellas del universo.ESO/M. KORNMESSERTEsta historia proviene de nuestro número especial de enero de 2021, “El principio y el fin del universo”.  Haga clic aquí para adquirir el número completo.

Durante 380.000 años después del Big Bang, el cosmos era una mezcla caliente y densa de protones, electrones, otras partículas elementales y elementos ligeros. Pero el universo en expansión se estaba enfriando rápidamente. Y una vez que la temperatura bajó a unos 4.950 grados Fahrenheit (2.730 grados Celsius), los protones y los electrones pudieron formar átomos.

No todos los átomos, eso sí. No había oro flotando, ni aluminio, ni siquiera elementos tan ligeros como el oxígeno. El hidrógeno y su isótopo pesado, el deuterio, representaban las tres cuartas partes de todo. Un par de isótopos de helio representaban la mayor parte de la otra cuarta parte. Y también se había producido una pequeña fracción (una mil millonésima parte de todo) de litio.

Cuándo se formaron las primeras estrellas en el universo

Vivimos en un universo lleno de objetos brillantes. En una noche clara se pueden ver miles de estrellas a simple vista. Estas estrellas sólo ocupan una pequeña parte cercana de la Vía Láctea; los telescopios revelan un reino mucho más amplio que brilla con la luz de miles de millones de galaxias. Sin embargo, según nuestra comprensión actual de la cosmología, el universo careció de rasgos y fue oscuro durante un largo período de su historia temprana. Las primeras estrellas no aparecieron hasta quizás 100 millones de años después del Big Bang, y pasaron casi mil millones de años antes de que las galaxias proliferaran en el cosmos. Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo: ¿Cómo se produjo esta dramática transición de la oscuridad a la luz?

Tras décadas de estudio, los investigadores han dado recientemente grandes pasos para responder a esta pregunta. Utilizando sofisticadas técnicas de simulación por ordenador, los cosmólogos han ideado modelos que muestran cómo las fluctuaciones de densidad sobrantes del Big Bang podrían haber evolucionado hasta convertirse en las primeras estrellas. Además, las observaciones de cuásares lejanos han permitido a los científicos retroceder en el tiempo y vislumbrar los últimos días de la “edad oscura cósmica”.

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About the Author: Olivo Magno