Un equipo internacional logró inferir la masa de las primeras estrellas gracias a una señal de hidrógeno de hace 13.000 millones de años, clave para entender el amanecer cósmico.Entender cómo el universo pasó de la oscuridad a la luz con la formación de las primeras estrellas y galaxias es fundamental para conocer su evolución. Este momento clave se conoce como el amanecer cósmico. Sin embargo, incluso con los telescopios más potentes, no es posible observar directamente esas primeras estrellas ni determinar sus propiedades.
Este es, sin duda, uno de los mayores retos de la astronomía. No obstante, un grupo internacional de astrónomos, liderado por la Universidad de Cambridge, demostró que es posible conocer la masa de esas estrellas tempranas mediante el estudio de una señal de radio específica.
Se trata de la llamada señal de 21 centímetros, una emisión muy tenue pero detectable desde la Tierra, que contiene información sobre cómo era el universo en sus inicios. Esta señal es generada por los átomos de hidrógeno que llenan los espacios entre las regiones de formación estelar y se originó apenas cien millones de años después del Big Bang.
Al analizar cómo las primeras estrellas y sus restos afectaron esta señal, el equipo demostró que los radiotelescopios del futuro permitirán comprender cómo el universo primitivo evolucionó desde una masa casi homogénea, compuesta principalmente por hidrógeno, hasta la complejidad que observamos hoy.
Los resultados se publicaron en la revista Nature Astronomy. "Esta es una oportunidad única para descubrir cómo surgió la primera luz del universo a partir de la oscuridad”, afirmó Anastasia Fialkov, coautora del estudio y profesora del Instituto de Astronomía de Cambridge. "La transición de un universo frío y oscuro a uno lleno de estrellas es una historia que apenas estamos empezando a entender”.
Una ventana al pasado
El estudio de las estrellas más antiguas del universo depende del débil resplandor de la señal de 21 centímetros, una sutil emisión energética que proviene de hace más de 13.000 millones de años. Esta señal, influida por la radiación de las primeras estrellas y agujeros negros, ofrece una ventana única a la infancia del universo.
Fialkov dirige el grupo teórico de REACH, una antena diseñada para captar señales de radio, actualmente en fase de calibración. Esta herramienta permitirá estudiar el amanecer cósmico y la época de la reionización, cuando las primeras estrellas reionizaron los átomos de hidrógeno neutro del universo.
Además, el proyecto Square Kilometre Array (SKA), un gigantesco conjunto de antenas en construcción, cartografiará las fluctuaciones de estas señales cósmicas en vastas regiones del cielo.
Ambos proyectos serán esenciales para investigar la masa, la luminosidad y la distribución de las primeras estrellas del universo.
Como parte de la investigación liderada por Fialkov, se desarrolló un modelo que predice cómo debería comportarse la señal de 21 centímetros, tanto para REACH como para SKA. El equipo descubrió que esta señal es sensible a la masa de las primeras estrellas.
A diferencia de los telescopios ópticos como el James Webb, que capturan imágenes detalladas, la radioastronomía se basa en el análisis estadístico de señales débiles. REACH y SKA no podrán ver estrellas individuales, pero proporcionarán información sobre poblaciones enteras de estrellas, sistemas binarios de rayos X y galaxias.
"Solo se necesita un poco de imaginación para conectar los datos de radio con la historia de las primeras estrellas, pero las implicaciones son profundas”, afirmó Fialkov.
"Las predicciones que presentamos tienen enormes implicaciones para nuestra comprensión de la naturaleza de las primeras estrellas del universo”, aseguró Eloy de Lera Acedo, investigador principal del telescopio y coautor del estudio.
bt (Nature Astronomy, EFE)
