Descubrimiento de señal de primeras estrellas abre camino a nueva investigación del universo

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Este acontecimiento fue publicado por la revista Nature y contó con la colaboración del investigador asociado de la UCSC, Raúl Monsalve.

Un trascendental descubrimiento se materializó gracias al trabajo de un grupo de investigadores de Arizona State University, MIT y U. Colorado y, entre ellos, el también investigador asociado de la Facultad de Ingeniería de la UCSC, Raúl Monsalve. Usando el radio telescopio EDGES (Experiment to Detect the Global EoR Signature) detectaron por primera vez una señal proveniente del momento en que las primeras estrellas empezaron a brillar en el universo, unos 180 millones de años después del Big Bang.

El parpadeo de las primeras estrellas emitió radiación ultravioleta que, a su vez, se impregnó en el gas de hidrógeno del medio circundante, alterando sus estados y absorbiendo la radiación de fondo cósmico, dejando una huella en el espectro de la señal del hidrógeno emitida durante esa época del universo que se hoy puede observar con radio telescopios a frecuencias menores de 200 MHz.

Este resultado fue publicado por la revista Nature encontrándose, además, que la señal detectada es el doble de lo predicho teóricamente. Una posible explicación es que el gas de hidrógeno haya estado más frío que lo esperado, por lo que los investigadores estiman que en el universo primitivo tuvieron lugar interacciones con la materia oscura que enfriaron este gas.

Sobre este trabajo, el investigador asociado de la UCSC, Raúl Monsalve, comentó que si otros experimentos lo confirman, las mediciones indican que como equipo deben reconsiderar las teorías sobre el universo temprano, durante la formación de las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros.

“Los datos que aportamos indican que la radiación del fondo cósmico existente durante la formación de las primeras estrellas fue más fuerte de lo que creíamos posible, o que el medio intergaláctico era mucho más frío de lo esperado. Ambas opciones son exóticas, y abordarlas adecuadamente requerirá un cuidadoso análisis teórico. Si el gas de hidrógeno estaba más frío que lo esperado, una alternativa es que la materia oscura haya interactuado con el gas en formas que hasta ahora no se habían considerado”, indicó Monsalve.

El astro-ingeniero chileno agrega también que “la señal detectada coincide en muchos aspectos con las predicciones teóricas sobre las primeras estrellas y galaxias en el universo temprano. Nuestra medición indica que estas primeras estrellas y galaxias se estaban formando alrededor de 180 millones de años después del Big Bang”.
El líder del proyecto EDGES, el astrónomo Judd Bowman de Arizona State University, aclara que “los telescopios ópticos no pueden obtener directamente la imagen de estas estrellas ancestrales, pero lo que se capta son señales de radio que llegan del espacio. EDGES no mide directamente las primeras estrellas, sino la radiación emitida por el gas de hidrógeno del cual se forman estas estrellas”.

En tanto, Ricardo Bustos, académico de la UCSC y Director del Laboratorio de Astro-Ingeniería y Microondas (LAIM) de UCSC, explicó que “para poder detectar exitosamente estas minúsculas señales es necesario observarlas desde sitios con muy bajos niveles de ruido electromagnético. Por ello, EDGES se instaló en el desierto de Australia, alejado lo más posible de centros urbanos”.

Finalmente, Bustos agregó que “la detección de esta señal por este grupo de investigadores viene a potenciar e impulsar la labor realizada en LAIM que justamente está trabajando para lograr medir esta señal con un instrumento propio y así llegar a confirmar este descubrimiento y obtener más detalles del Universo temprano. Para ello, en LAIM se diseñó el instrumento MARI para primero identificar un lugar con bajos niveles de contaminación electromagnética dentro del país, logrando determinar un sitio con ideales condiciones en el norte de Chile desde donde pretendemos realizar estas observaciones”.

Este resultado permitirá abrir una nueva línea de investigación para confirmar los resultados y obtener más detalles sobre el Universo durante esa época y en donde Chile puede llegar a jugar un rol muy importante.