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Spitzer ha detectado lo que podría ser la luz generada por las primeras estrellas que nacieron en nuestro universo.

Utilizando al Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, los científicos han observado lo que ellos dicen podría ser la luz proveniente de los primeros objetos que se formaron en el universo. Si se confirma, esta observación nos daría un atisbo de un tiempo ocurrido hace 13 000 millones de años, cuando, luego de que las agonizantes brasas del Big Bang dieran lugar a millones de años de oscuridad total, el cosmos comenzó a vivir.

El panel superior es una imagen capturada por Spitzer de las estrellas y galaxias en la constelación Draco, cubriendo un área de unos 50 por 100 millones de años luz (6 por 12 arcominutos). La fotografía muestra las longitudes de onda de 3,6 micrones, más abajo que lo que puede detectar el ojo humano. El panel inferior es la imagen resultante luego de que todas las estrellas, galaxias y artefactos fueron enmascarados. El fondo que permaneció ha sido resaltado para revelar un resplandor que no puede ser atribuido a galaxias o estrellas. Podría ser el resplandor de las primeras estrellas del universo.Crédito: NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (GSFC

La luz podría provenir de las primerísimas estrellas o quizás de gas caliente cayendo hacia los primeros agujeros negros. El equipo científico, con base en el Centro Goddard de Vuelo Espacial en Greenbelt, Maryland, describe la observación como la visión en la noche, desde un aeroplano, del resplandor de una ciudad distante. La luz está demasiado lejos y es demasiado débil como para identificar objetos individuales.

“Creemos que estamos viendo la luz colectiva de los primeros millones de objetos que se formaron en el universo”, dijo el Dr. Alexander Kashlinsky, científico de Sistemas y Aplicaciones Científicas y autor principal en el artículo de Nature que apareció en el número del 3 de noviembre. “Los objetos desaparecieron hace eones, pero su luz continúa viajando a través del cosmos”.

Los científicos teorizan que el espacio, el tiempo y la materia se originaron hace 13 700 millones de años en una gran explosión: el Big Bang. Pasarían otros 200 millones de años antes de que llegara la época de la primera luz estelar.

Una observación de 10 horas de la constelación de Draco realizada con el conjunto de cámaras infrarrojas de Spitzer capturó un resplandor difuso de luz infrarroja, que tiene menos energía que la luz óptica y que es invisible a nuestros ojos. El equipo de Goddard dice que este resplandor proviene probablemente de estrellas de la Población III, una clase hipotética de objetos que se cree se formaron antes que todas las otras estrellas (las Poblaciones I y II, llamadas así por el orden de su descubrimiento, comprenden todos los tipos familiares de estrellas que vemos cada noche).

Los científicos dicen que muy probablemente esas primeras estrellas eran más de 100 veces más masivas que nuestro Sol, calientes, brillantes, y de corta vida, consumiendo totalmente su combustible en unos pocos millones de años. La luz ultravioleta emitida por las estrellas de la Población III habría sido corrida hacia el rojo, o estirada hacia energías menores, a causa de la expansión del universo. Ahora, esa luz debería ser detectable en el infrarrojo.

Esta concepción artística muestra cómo debe haber lucido el universo muy joven, justo después que las primeras estrellas aparecieron en escena. Los científicos piensan que el universo surgió hace 13 700 millones de años en una explosión conocida como el Big Bang. Casi inmediatamente después, la materia comenzó a aglomerarse debido a fluctuaciones cuánticas. La gravedad entró después en acción, haciendo que las acumulaciones crecieran hasta ser grandes nubes de gas hidrógeno (en color azul). Finalmente, entre unos 200 a 400 millones después del Big Bang, el gas se encendió y nacieron las estrellas. Aquí vemos colecciones de estas estrellas, llamadas de Población II, formando cúmulos que luego se unirían y formarían galaxias. Esas primeras estrellas eran increíblemente masivas, vivían velozmente y morían en fieros estallidos llamados supernovas. Algunas de esas supernovas se ven aquí como brillantes bolas de luz blanca. Como esas estrellas formaban cúmulos, su luz (ahora infrarroja) se destaca como débiles montañas en el universo distante.Crédito: NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (GSFC)

“Esta observación profunda estaba llena de estrellas y galaxias de aspecto familiar”, dijo el Dr. John Mather, científico principal de proyecto para el Telescopio Espacial James Webb y co-autor del artículo. “Eliminamos todo lo que conocíamos, todas las estrellas y galaxias cercanas y lejanas. Nos quedamos con una imagen de una porción del cielo sin estrellas ni galaxias, pero permanecía aún este rubor infrarrojo con manchones gigantes que pensamos podría ser el resplandor de las primerísimas estrellas”.

Este nuevo descubrimiento de Spitzer concuerda con las observaciones del Explorador de Fondo Cósmico (COBE = Cosmic Background Explorer) de la NASA de la década de 1990, las que sugerían que podría haber un fondo infrarrojo que no podía ser atribuido a estrellas conocidas. También apoya observaciones de la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson de 2003, que estimó que las estrellas se encendieron por primera vez entre 200 y 400 millones de años después del Big Bang.

“Esta medición difícil llevó al instrumento a límites operacionales que no habían sido anticipados en su diseño”, dijo el miembro del equipo Dr. S. Harvey Moseley, científico de instrumentos de Spitzer. “Hemos trabajado muy duramente para descartar otras fuentes para la señal que observamos”.

El bajo ruido y la alta resolución del conjunto de cámaras infrarrojas de Spitzer permitió al equipo eliminar la neblina de las galaxias en el primer plano, compuestas de poblaciones estelares más tardías, hasta que la luz acumulada de las primeras emisiones dominó la señal en las grandes escalas angulares. El equipo, que también incluye al Dr. Richard Arendt, científico de Sistemas y Aplicaciones Científicas, hizo notar que misiones futuras, tales como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, buscarán los primeros agrupamientos individuales de esas estrellas, o las estrellas individuales en explosión que crearon los primeros agujeros negros.

El análisis fue financiado parcialmente a través de la Fundación Nacional de Ciencias. El Laboratorio de Propulsión a Chorro, en Pasadena, California, dirige la misión Spitzer para la NASA. Las operaciones científicas son realizadas en el Centro de Ciencia Spitzer en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. El Centro Goddard de la NASA construyó el conjunto de cámaras infrarrojas de Spitzer que realizó las observaciones. El investigador principal del instrumento es el Dr. Giovanni Fazio, del Instituto Astrofísico Smithsoniano, en Cambridge, Massachusetts.

Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer.Crédito: NASA / JPLCaltech

Traducido para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán

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Web Site: Spitzer Press Room
Artículo: “Scientists See Light that May Be from First Objects in Universe”
Fecha: Noviembre 02, 2005

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