Las primeras estrellas aparecieron más tarde de lo que se creía

Nuevos datos de la sonda Planck indican que su luz brilló por primera vez en el universo (al final de la llamada Edad Oscura) unos 550 millones de años después del Big Bang

La formación de la estrellas en el universo pudo ocurrir más recientemente de lo que se creía, según los nuevos datos proporcionados por el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA), que se publican en la revista Astronomy and Astrophysics. De esta forma, el proceso de reionización, aquel por el que la luz de las estrellas hizo desaparecer la Edad Oscura en el Cosmos, pudo haber ocurrido aproximadamente 550 millones de años después del Big Bang, la gran explosión que dio origen a todo, es decir, 100 millones de años después de lo que la sonda WMAP de la NASA había estimado en 2001.

Un colorido retrato de nuestra galaxia, la Vía Láctea muestra una mezcla de gas, partículas cargadas y varios tipos de polvo. Esta imagen compuesta proviene de la misión Planck de la Agencia Espacial Europea, en la que la NASA tiene un papel importante. Se construye a partir de las observaciones hechas en microondas y longitudes de onda milimétricas de luz, que son más que lo que vemos con nuestros ojos. Las cuatro imágenes que forma la composición se muestran por separado más adelante.
Crédito de la imagen: ESA / NASA / JPL-Caltech

El descubrimiento se realizó al estudiar el fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), la luz fósil resultante de una época en que el Universo estaba caliente y denso, solamente 380.000 años después del Big Bang, que sucedió hace 13.800 millones de años.

Entre 2009 y 2013, la sonda Planck observó el cielo para estudiar esta antigua luz con un detalle sin precedentes. Pequeñas fluctuaciones en la temperatura que se corresponden con regiones que presentaban una densidad ligeramente diferente en los primeros instantes del Universo representan las semillas de todas las estructuras que llegarían en el futuro, las estrellas y galaxias que vemos en la actualidad

“El mapa detallado de estructuras de temperatura del CMB es uno de los resultados científicos claves del siglo XXI”, explica Simon White, director del Instituto Max Planck de Astrofísica y coinvestigador de Planck. «Se trata de una imagen de alta fidelidad de los límites de nuestro universo visible, nos muestra su estructura detallada cuando era 40.000 veces más joven que en la actualidad y nos da la mejor indicación de lo que sucedió en tiempos incluso anteriores», añade.

Pero hay más. El CMB refleja pistas únicas acerca de nuestra historia cósmica que están codificadas en su «polarización». Esos datos de polarización indican ahora que las estrellas comenzaron a brillar unos 550 millones de años después del Big Bang, poniendo fin a lo que se conoce como la “Edad Oscura” más de 100 millones de años después de lo que se pensaba anteriormente.

El hallazgo ayuda a resolver un problema: los estudios previos de la polarización del CMB parecían apuntar hacia un amanecer temprano de las primeras estrellas, mientras que las imágenes muy profundas del cielo indicaban que las galaxias más antiguas conocidas en el Universo (formadas quizás 300 o 400 millones de años después del Big Bang) no habrían sido lo suficientemente potentes como para tener éxito en poner fin a la Edad Oscura en los primeros 450 millones de años.

Las nuevas pruebas de Planck reducen significativamente el problema, indicando que las primeras estrellas y galaxias podrían haber sido suficientes.

Continúa la búsqueda de ondas gravitacionales

Los nuevos datos también han permitido obtener importantes conocimientos sobre el principio del cosmos y la naturaleza de sus componentes, incluyendo la materia oscura y los esquivos neutrinos. Los datos de Planck han profundizado en la historia aún más temprana del Cosmos, todo el camino hacia la inflación, la breve era de expansión acelerada que el Universo sufrió cuando tenía una pequeña fracción de segundo de edad. Como última prueba de esta época, los astrónomos están buscando la firma de ondas gravitacionales provocadas por la inflación y posteriormente impresas en la polarización del CMB.

Investigaciones anteriores realizadas por científicos de la Universidad de Harvard de una detección directa han tenido que ser revisadas a la luz de los resultados de Planck dados a conocer la semana pasada. La combinación de los más recientes datos de Planck con los últimos resultados de otros experimentos indican que esas ondas gravitacionales aún no han sido encontradas.

 

 

Gas caliente, campos electromagnéticos y polvo

El gas caliente, el polvo y los campos magnéticos se mezclan en un remolino de colores en un nuevo mapa de nuestra galaxia, la Vía Láctea. La imagen forma parte de un nuevo y mejorado conjunto de datos de Planck, una misión de la Agencia Espacial Europea en la que la NASA tuvo su participación. Planck pasó más de cuatro años observando la radiación fósil dejada por el nacimiento de nuestro universo, llamado el fondo cósmico de microondas. El telescopio espacial está ayudando a los científicos a entender mejor la historia y la estructura de nuestro universo, así como nuestra propia Vía Láctea.

Los colores rojos que componen este mapa muestran la luz que viene del resplandor térmico del polvo a lo largo de nuestra galaxia. El polvo es frío, a sólo unos 20 grados por encima del cero absoluto (20 Kelvin). Crédito de la imagen: ESA / NASA / JPL-Caltech

El amarillo muestra el gas de monóxido de carbono, que se concentra a lo largo del plano de nuestra Vía Láctea en las nubes más densas de gas y polvo que están produciendo nuevas estrellas. Crédito de la imagen: ESA / NASA / JPL-Caltech

El verde muestra un tipo de radiación conocida como libre-libre (free-free). Esto ocurre cuando los electrones y protones aislados se mueven velozmente y sin control uno sobre otro en una serie de colisiones, lo que los frena, pero continúan en su propio camino (el nombre libre-libre viene del hecho de que las partículas comienzan solitarias y terminan solitarias). Las firmas libre-libre están asociados con el gas caliente, ionizado, cerca de las estrellas masivas. Crédito de la imagen: ESA / NASA / JPL-Caltech

El color azul indica un tipo de radiación llamada de sincrotrón, que se produce cuando los electrones se mueven rápidamente, lanzados desde supernovas y otros fenómenos energéticos, son capturados en el campo magnético de la galaxia, moviéndose en espiral a lo largo de él a cerca de la velocidad de la luz. Crédito de la imagen: ESA / NASA / JPL-Caltech

«Planck puede ver la antigua luz de de nuestro universo a luz, el gas y el polvo en nuestra propia galaxia, y casi todo lo demás, ya sea directamente o por su efecto sobre la antigua luz», dice Charles Lawrence, científico del proyecto de Estados Unidos para la misión del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

Los nuevos datos se pusieron a disposición del público el 5 de febrero, y ahora incluyen observaciones realizadas durante toda la misión. El equipo de Planck dice que estos datos están refinando lo que sabemos acerca de nuestro universo, realizando las mediciones más precisas de la materia, incluyendo la materia oscura, y cómo se agruparon. Otras propiedades clave de nuestro universo también se miden con mayor precisión, poniendo a prueba con cada vez más exigencia las teorías del cosmos.

La interacción entre el polvo interestelar en la Vía Láctea y la estructura del campo magnético de nuestra galaxia, detectada por el satélite Planck de la ESA sobre todo el cielo. Planck escanea el cielo para detectar la luz más antigua en la historia del Universo, el fondo cósmico de microondas. También detecta la significativa emisión en primer plano a partir de material difuso en nuestra galaxia que es extremadamente importante para el estudio del nacimiento de estrellas y otros fenómenos en la Vía Láctea. Crédito de la imagen: ESA y la Colaboración Planck

Fuente: ABC y Astronomy Now. Aportado por Eduardo J. Carletti

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