Detectadas las estrellas más antiguas del Universo

En un rincón remoto del oeste de Australia, una antena de radiofrecuencia no mucho más grande que un refrigerador podría cambiar lo que sabemos sobre los orígenes del Universo. Se trata de EDGES, un experimento diseñado para detectar las primeras señales de radiación del fondo cósmico. Es decir, los primeros parpadeos del Universo tras la explosión primigenia del Big Bang. El objetivo de esta antena era reducir el ruido de fondo que nos llega desde el cosmos hasta conseguir captar una señal, por débil que fuera, de su más temprana etapa. Para los investigadores era como intentar escuchar el aleteo de un colibrí en medio de un huracán.

Ahora, tras 12 años de recogida de datos, un artículo publicado en 'Nature' anuncia que el experimento por fin ha logrado su misión: detectar las primeras señales de hidrógeno del Universo primordial. Estas primeras muestras de lo que ocurrió en el origen de todo se sitúan unos 180 millones de años después del Big Bang, en el momento exacto en que las estrellas empezaron a brillar en un Universo anteriormente inundado por la oscuridad. Se calcula que el Universo tiene entre 13.761 y 13.835 millones de años, por lo que estas primeras señales se produjeron muy poco después de su formación.

Los primeros parpadeos en un Universo más frío

El estudio, liderado por el Massachusetts Institute of Technology (MIT) y la Universidad Estatal de Arizona (ASU), concluye que el parpadeo de las primeras estrellas emitió una radiación ultravioleta que, a su vez, se impregnó en el hidrógeno circundante. Los átomos de hidrógeno presentes en el Universo primordial absorbieron la radiación de fondo emitida y, gracias a ello, hoy podemos viajar atrás en el tiempo para observar qué ocurrió en aquellos momentos.

Thomas Mozdzen, uno de los investigadores principales del estudio, destaca: "Los datos proporcionados por EDGES indican que las estrellas ya afectan al medio que las rodea desde el momento en que empiezan a formarse. Una posibilidad interesante es que estamos ante evidencias de una física no estándar, como es el caso de las interacciones entre materia oscura y materia normal. Esto abre una nueva ventana para entender el universo temprano".

La investigación también sugiere que el cosmos debía de ser dos veces más frío de lo que se había estimado previamente. Se estaría hablando de una temperatura de alrededor de -270 grados centígrados o 3 grados Kelvin. Gracias a los datos proporcionados por EDGES, los investigadores interpretan que la niebla de gas de hidrógeno después del Big Bang fue más fría de lo esperado. Entre otras muchas posibilidades, en el estudio se apunta a que las interacciones con la materia oscura podrían explicar este fenómeno.

El cosmólogo experimental Raúl Monsalve, investigador del estudio publicado en Nature, añade: “Si otros experimentos lo confirman, nuestras mediciones indican que debemos reconsiderar nuestras 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”.

"Nuestras mediciones indican que debemos reconsiderar nuestras teorías sobre el Universo temprano"

Raúl Monsalve

— Cosmólogo de la Universidad de Colorado (EEUU). Coautor del artículo

Nuevos horizontes para entender el cosmos

El hallazgo no solo explora estos parpadeos primordiales, sino que además arroja luz sobre qué pudo pasar cuando las primeras generaciones de estrellas emitieron radiación que reionizó el universo. En esta misma línea, Monsalve añade: "Las mediciones previas de la radiación de fondo cósmica indican que la conocida como Época de la Reionización terminó alrededor de 1.000 millones de años después del Big Bang. Con el experimento EDGES esperamos afinar esta medición para determinar en qué momento exacto comenzó este proceso, cuánto tiempo duró y cuáles fueron los objetos astrofísicos responsables de este proceso".

La misión de EDGES, lejos de haber finalizado, continúa con más ímpetu que nunca. Mozdzen (MIT) apunta que la antena de radiofrecuencia contará con instrumentos actualizados con mejoras en sensibilidad y rango de frecuencia. Además, Mozdzen añade que nuevos radiotelescopios como HERA, proyecto de la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos, incorporarán todas estas mejoras para seguir aprendiendo sobre los orígenes del Universo.