Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv revela que los agujeros negros, formados a partir de las primeras estrellas en nuestro universo, calentaron el gas en el espacio más tarde de lo que se pensaba. También imprimen una firma clara en las ondas de radio que los astrónomos ahora pueden buscar. El trabajo es un nuevo hallazgo importante acerca de los orígenes del universo
«Una de las fronteras emocionantes en la astronomía es la época de la formación de las primeras estrellas», explica el profesor Rennan Barkana de la Escuela de Física y Astronomía, un autor del estudio de la UTA. «Puesto que el universo se llenó con átomos de hidrógeno en ese momento, el método más prometedor para la observación de la época de las primeras estrellas es mediante la medición de la emisión de hidrógeno con las ondas de radio.»
El estudio, recientemente publicado en la prestigiosa revista Nature, fue co-escrito por la Dra. Anastasia Fialkov de TAU y la École Normale Supérieure de París, y el Dr. Eli Visbal de Columbia y Harvard.
Arqueología cósmica
Los astrónomos exploran nuestro lejano pasado, miles de millones de años atrás en el tiempo. A diferencia de los arqueólogos que trabajan en la Tierra, que sólo pueden estudiar los restos del pasado, los astrónomos pueden ver directamente el pasado. La luz procedente de los objetos distantes tarda mucho tiempo en llegar a la Tierra, y los astrónomos pueden ver estos objetos como lo fueron cuando se emitió esa luz. Esto significa que si los astrónomos miran lo suficientemente lejos, se pueden ver las primeras estrellas, ya que en realidad estaban en los inicios del universo. Así, el nuevo hallazgo de que el calentamiento cósmico ocurrió después de lo que se pensaba significa que los observadores no tienen que buscar tan lejos, y será más fácil ver este hito cósmico.
El calentamieto cósmico puede ofrecer una manera de investigar directamente los primeros agujeros negros, ya que probablemente fueron alimentados por sistemas de estrellas llamados «agujeros negros binarios». Estos son pares de estrellas en los que la estrella más grande puso fin a su vida con una explosión de supernova que dejó un remanente de agujero negro en su lugar. El gas de la estrella compañera es atraído hacia el agujero negro, por lo que es «destripada» por la fuerte gravedad y emite una radiación de rayos X de alta energía. Esta radiación llega a grandes distancias, y se cree que volvió a calentar el gas cósmico, después de que se había enfriado como resultado de la expansión cósmica original. El descubrimiento de la nueva investigación que es este calentamiento fue más tardío.
El programa de radio cósmico
«Antes se creía que el calentamiento se produjo muy temprano», dice el profesor Barkana, «pero descubrimos que la imagen estándar depende delicadamente de la energía precisa con la que se emiten los rayos X. Si se tienen en cuenta las observaciones actualizadas de las binarias de agujero negro cambian las expectativas para la historia del calentamiento cósmico. Esto da lugar a una nueva predicción del tiempo temprano (cuando el universo tenía sólo 400 millones de años) en el que el cielo se llenó de manera uniforme con ondas de radio emitidas por el gas de hidrógeno».
Con el fin de detectar las ondas de radio que se esperan de hidrógeno en el universo temprano, varios grupos internacionales importantes han construido y puesto en funcionamiento nuevos conjuntos de radiotelescopios. Estos arreglos fueron diseñados bajo la premisa de que el calentamiento cósmico ocurrió demasiado pronto como para verlo, así que, en cambio, estos conjuntos sólo pueden buscar un evento cósmico más tardío, en el que la radiación de las estrellas rompió los átomos de hidrógeno en el espacio entre las galaxias. El nuevo descubrimiento invalida la opinión común, e implica que estos radiotelescopios también pueden detectar signos reveladores del calentamiento cósmico causado por los primeros agujeros negros.
Fuente: Tel Aviv University. Aportado por Eduardo J. Carletti
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