Los científicos se acercan a la señal del amanecer cósmico

Hace alrededor de 12.000 millones de años, el universo emergió desde una gran edad oscura cósmica, a medida que las primeras estrellas y galaxias se iluminaron. Gracias a un nuevo análisis de datos recogidos por el radiotelescopio MWA (Murchison Widefield Array), los científicos están ahora más cerca que nunca de detectar la señal ultra-débil de este punto de inflexión en la historia cósmica.

Los datos se obtuvieron gracias a una nueva configuración del MWA, diseñada específicamente para buscar la señal del hidrógeno neutro, el gas que dominaba el universo durante la era oscura cósmica. El análisis estableció un nuevo límite, el más bajo hasta la fecha, para la intensidad de la señal del hidrógeno neutro.

Según Jonathan Pober, autor del artículo que aparecerá en la revista Astrophysical Journal, y Wenyang Li, líder de la investigación, ese hallazgo nos ayudará a restringir aún más el momento en que finalizó la era oscura cósmica y emergieron las primeras estrellas.

A pesar de su importancia en la historia cósmica, poco se sabe del periodo cuando se formaron las primeras estrellas, la llamada Época de la Reionización. Los primeros átomos que se formaron después del Big Bang fueron iones de hidrógeno cargados positivamente (la energía del universo primigenio había arrancado sus electrones). A medida que el universo se enfrió y expandió, los átomos de hidrógeno se reunificaron con sus electrones para formar hidrógeno neutro. Y eso es más o menos todo lo que había en el universo hasta hace 12.000 millones de años, cuando los átomos empezaron a unirse entre sí para formar estrellas y galaxias. La luz de estos objetos reionizaron el hidrógeno neutro, haciendo que prácticamente desapareciera del espacio interestelar.

Una parte del radiotelescopio MWA. (Foto: Goldsmith/MWA Collaboration/Curtin University)

El objetivo de proyectos como el realizado en el MWA es localizar la señal del hidrógeno neutro de las eras oscuras, y medir cómo cambió a medida que se ponía en marcha la Era de la Reionización. Ello podría revelar información nueva y esencial sobre las primeras estrellas. El problema es que detectar una señal de hace 12.000 millones de años es una tarea difícil que requiere instrumentos con una sensibilidad exquisita. El MWA, instalado en Australia, es uno de estos instrumentos.

El hidrógeno neutro emite radiación en la longitud de onda de los 21 centímetros. A medida que el universo se fue expandiendo a lo largo de los pasados 12.000 millones de años, la señal de la Era de la Reionización se estiró hasta unos 2 metros, y eso es lo que estaban buscando los astrónomos del MWA. La principal dificultad es que hay muchas otras señales que emiten en esa misma longitud de onda, como la televisión digital, u otras fuentes dentro de la Vía Láctea y de otros millones de galaxias. Estas fuentes son muchos órdenes de magnitud más intensas que la señal que los astrónomos estaban intentando detectar, y es fácil que los datos se vean contaminados. Una serie de técnicas de procesamiento ayudaron a eliminar estas señales inoportunas.

El resultado final permite tener esperanzas de que algún día el MWA detecte la esquiva señal de la Era de la Reionización.

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