17/feb/02

La Luz Primigenia

El telescopio espacial Hubble permitió ver las primeras estrellas que nacieron en el Universo

Imagen: Telescopio Espacial HubbleImagínese poder observar nuestro Universo hace 14 mil millones de años, cuando aún era un bebé. Si tuviésemos una máquina del tiempo podríamos regresar y observar cómo emergieron sus características infantiles después de de la Gran Explosión (Big Bang, en inglés).

Existe mucha incertidumbre acerca de los primeros tiempos: ¿Qué vino primero, las estrellas o las galaxias... o los cúmulos de galaxias? ¿Acaso las primeras estrellas aparecieron una a la vez o en torrentes masivos de creación simultánea? Los científicos tienen teorías, pero qué maravilloso sería poder realmente mirar hacia atrás en el tiempo y observarlo con certeza.

Pues créalo o no, las máquinas del tiempo existen y se llaman telescopios. Los astrónomos que observan a través de ellos ven las estrellas y galaxias no como son ahora, sino como lo eran cuando su luz (la luz estelar) inició su camino. Por medio de los telescopios, los astrónomos pueden "viajar" miles de millones de años hacia el pasado.

El astrónomo Richard Ellis del Instituto Tecnológico de California (California Institute of Technology o Caltech) usó recientemente el Telescopio Espacial Hubble para viajar hacia atrás en el tiempo, hasta una época cercana a la propia Gran Explosión. Él y sus colegas fueron en busca de estrellas recién nacidas: las primeras en aparecer en nuestro Universo.

Ellis explica: "En algún punto, algo así como mil millones de años después de la Gran Explosión, la atracción gravitacional hizo que el gas que llenaba el Universo se desplomara sobre sí mismo y formara las primeras estrellas. Encontrar las señales de la existencia de estas estrellas, a las cuales llamamos Primera Luz (First Light en inglés), es uno de los retos más interesantes de la astronomía moderna".

La búsqueda es intimidante, puesto que estas estrellas se encuentran a 10 mil millones de años luz de la Tierra. Son muy tenues. Aún poderosos instrumentos como el Hubble tienen problemas para detectarlas.

Ellis y sus colegas hicieron entonces lo que muchos de nosotros hacemos cuando tenemos dificultad para ver algo: usar una lente de aumento. Apuntaron el Telescopio Espacial Hubble y, posteriormente, el telescopio Keck de Hawaii hacia una "lente gravitacional", un gigantesco amplificador cósmico formado por un grupo de galaxias situadas a 2 ó 3 mil millones de años luz de distancia.

Mirando a través del extraño lente, ellos observaron una tenue nube de estrellas situada a 13.400 millones de años luz de la Tierra. La nube contenía cerca de un millón de estrellas; mucho menos que las galaxias típicas que ocupan el Universo de hoy en día, y que están formadas por cientos de miles de millones de estrellas. Ellis y sus colegas creen que la nube es uno de los bloques de construcción de las galaxias de totalmente desarrolladas que ahora forman parte de nuestro Universo.

En este ejemplo de una lente gravitacional, la luz de una galaxia distante forma un halo alrededor del masivo objeto que sirve como lente. (Imagen: ESA)

Si el Universo tiene 14 mil millones de años de edad, como lo establecen algunos modelos, entonces la nube de estrellas existió menos de mil millones de años después de la Gran Explosión, justo cuando los científicos piensan que se formaron, probablemente, las primeras estrellas. De hecho, las estrellas en la nube parecen ser muy jóvenes. La evidencia espectral sugiere que su edad es de aproximadamente 2 a 5 millones de años, aunque Ellis advierte que esta evidencia todavía está en discusión entre los investigadores. El Sol, en comparación, tiene una edad de alrededor de 4.800 millones de años.

"Estamos observando este cúmulo en el momento en que se está encendiendo", dice Ellis. Las estrellas de esa nube se encuentran, seguramente, entre las que iluminaron por primera vez los cielos.

Sin la ayuda del lente gravitacional, que amplifica el brillo de la nube de estrellas unas 30 veces, ni el telescopio Keck de 10 metros, ni el Telescopio Espacial Hubble detectarían estas distantes y jóvenes estrellas, hace notar Ellis.

Tales lentes de aumento son uno de los extraños corolarios de la Teoría General de la Relatividad: Einstein demostró que la masa crea una curvatura local en la geometría del espacio-tiempo que puede torcer el camino recto que sigue la luz. De este modo, la fuerte curvatura causada por el masivo grupo de galaxias (conocido por los científicos como "Abell 2218") ha sido capaz de doblar y enfocar los rayos de luz provenientes de la nube de estrellas localizada lejos y detrás del grupo de galaxias, exactamente como una lente de aumento.

"Observando ciertas regiones del cielo donde la luz proveniente de un Universo muy joven es fuertemente ampliada por una lente gravitacional, obtenemos una gran ayuda de la naturaleza en la búsqueda de estas débiles señales", añade Ellis.

Hasta la fecha se han identificado más de 500 de estos lentes gravitacionales. Pero para ser útil en la búsqueda de la Primera Luz, una lente debe de ser estudiada detenidamente para que los científicos determinen con precisión cómo se curva la luz, de la misma manera en que conociendo la forma de un espejo en la sala de espejos de un parque de diversiones podemos predecir cómo refleja la luz. Actualmente hay sólo cerca de diez lentes estudiadas en detalle de esta manera.

"Todos desean saber, ¿fue tan solo un golpe de suerte? —anota Ellis—. Si éstas son realmente las primeras estrellas en el Universo, entonces debería de haber un gran número de ellas en el cielo".

El Telescopio Espacial de Nueva Generación de NASA (Next Generation Space Telescope ó NGST), que será lanzado al espacio en el año 2009, nos dará la respuesta. "El NGST será capaz de detectar estos objetos sin ayuda de las lentes gravitacionales —dice Ellis—. No habrá manera de cuestionarlo entonces, podremos contar las primeras estrellas y averiguar qué tan antiguas son."

Mientras tanto, los astrónomos continuarán mirando a través de los lentes gravitacionales, esperando lograr echar un vistazo a lo que emergió después de la Gran Explosión. Vale la pena mirar. Después de todo, extrañas galaxias y desordenadas estrellas son solamente el comienzo... de lo que se puede encontrar en el pasado.

Fuente: (Ciencia@NASA) - Aportado por Alejandro Alonso

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