¿Te imaginas el universo oscuro, justo después del Big Bang, antes de que brillara la primera luz? Pues un equipo de científicos, con participación clave del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), está a punto de desentrañar ese misterio. Han descubierto una forma de conocer cómo eran las primeras estrellas que iluminaron el cosmos en un evento conocido como el “Amanecer Cósmico”.
Estas estrellas primitivas se formaron hace más de 13.000 millones de años, tan lejos en el tiempo que ni los telescopios más potentes construidos pueden verlas directamente hoy. Este es uno de los mayores retos de la astronomía, para el cual se están desarrollando métodos indirectos de observación.
La clave está en una señal casi imperceptible, pero detectable desde la Tierra: la “línea de 21 centímetros”. Esta señal sutil contiene información valiosísima sobre el universo en sus etapas más tempranas. Los investigadores descubrieron que cuando estas primeras estrellas morían o interactuaban, emitían rayos X que modificaban esta señal.
Qué es la “Línea de 21 centímetros”
La “línea de 21 centímetros” es una señal de radio muy especial y fundamental en la astronomía, especialmente para estudiar el universo primitivo y la materia oscura.
Imagina que el universo estaba lleno de gas de hidrógeno “neutro”. Pues bien, los átomos de este hidrógeno a veces emiten una pequeña ráfaga de energía en forma de una onda de radio con una longitud de 21 centímetros. Esta señal es muy, muy débil, pero es increíblemente valiosa porque Atraviesa todo, A diferencia de la luz visible, esta onda de radio puede viajar a través del polvo y el gas cósmico, permitiendo a los telescopios “ver” lo que pasó en lugares que de otra forma estarían ocultos. Al detectar esta señal, los astrónomos saben dónde había hidrógeno neutro y en qué cantidad, lo cual es clave para entender el universo primitivo. Cuando las primeras estrellas y agujeros negros se formaron, cambiaron cómo se comportaba este hidrógeno. Esos cambios alteraron la “línea de 21 centímetros”. Al estudiar esas variaciones, los científicos pueden deducir características de esas estrellas iniciales, ¡como su masa!
Un Hito para los Futuros Radiotelescopios
“Dado que estos cuerpos celestes se formaron hace más de 13.000 millones de años, ya han completado su evolución y no pueden observarse de forma directa. Por ese motivo, en este trabajo utilizamos una señal indirecta para estudiar la distribución de masas de esas primeras estrellas: la línea de 21 centímetros”, explicó Giovanni Mirouh, investigador del IAA-CSIC que forma parte del estudio publicado en la revista Nature Astronomy.
Esto significa que, al analizar cómo ha cambiado la señal de 21 centímetros, los radiotelescopios del futuro (como la antena de radio Reach o el SKAO) podrán “entender mejor el universo primitivo y cómo pasó de ser una masa casi homogénea de hidrógeno a la complejidad” que observamos hoy. Es, en esencia, una oportunidad sin precedentes para comprender cómo emergió la primera luz del universo a partir de la oscuridad.
El IAA-CSIC contribuyó con modelos de estrellas sin metales (compuestas solo por hidrógeno y helio) que sirvieron de base para las simulaciones, abarcando un rango de masas de hasta mil veces la masa de nuestro Sol. ¡Un verdadero desafío científico que nos acerca un paso más a los orígenes del universo!
