El universo temprano se calentó más tarde de lo pensado


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Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv revela que los agujeros negros, formados a partir de las primeras estrellas en nuestro universo, calentaron el gas del espacio más tarde de lo que se pensaba. También imprimen una firma clara en las ondas de radio que los astrónomos pueden ahora buscar. El trabajo es un nuevo hallazgo importante acerca de los orígenes del universo.

“Una de las fronteras más emocionantes en la astronomía actual es la época de la formación de las primeras estrellas”, explica el Profesor Rennan Barkana de la UTA Escuela de Física y Astronomía, autor del estudio. “Puesto que el universo se llenó con átomos de hidrógeno en ese momento, el método más prometedor para la observación de la época de las primeras estrellas es mediante la medición de la emisión de hidrógeno en ondas de radio.”

El estudio, recientemente publicado en la prestigiosa revista Nature, fue co-escrito por la Doctora Anastasia Fialkov de la TAU y la École Normale Supérieure de París y por el Doctor Eli Visbal de Columbia y Harvard.

Los astrónomos exploran nuestro pasado lejano, miles de millones de años atrás en el tiempo. A diferencia de los arqueólogos que sólo pueden estudiar los restos del pasado, los astrónomos pueden ver directamente el pasado. La luz procedente de objetos distantes tarda mucho tiempo para llegar a la tierra, y los astrónomos pueden ver estos objetos como lo fueron cuando se emitió esa luz. Esto significa que si los astrónomos miran lo suficientemente lejos, se pueden ver las primeras estrellas ya que en realidad estaban en los inicios del universo. Así, el nuevo hallazgo de que el llamado Calentamiento Cósmico ocurrió después de lo que se pensaba, significa que los observadores no tienen que buscar más lejos, y será más fácil ver este hito cósmico.

El Calentamiento Cósmico puede ofrecer una manera de investigar directamente los primeros agujeros negros, ya que fue probablemente impulsado por sistemas de estrellas llamados “agujeros negros binarios.” Estos son pares de estrellas en el que la estrella más grande puso fin a su vida con una explosión de supernova que dejó un remanente de agujero negro en su lugar. El gas de la estrella compañera es empujado hacia el agujero negro, cayendo en él por la fuerte gravedad, y emite una radiación de rayos X de alta energía. Esta radiación llega a grandes distancias, y se cree que ha recalentado el gas cósmico, después de que se había enfriado como resultado de la expansión cósmica original. El descubrimiento de la nueva investigación es el retraso de este calentamiento.

“Antes se creía que el calentamiento se produjo en un momento muy temprano”, dice el profesor Barkana, “Pero descubrimos que la imagen estándar depende delicadamente de la energía precisa con la que los rayos X salen. Las observaciones hasta la fecha de los sistemas binarios de agujeros negros cambian las expectativas para el momento del Calentamiento Cósmico. Eso da lugar a una nueva predicción de un tiempo temprano (cuando el universo tenía sólo 400 millones de años) en el que el cielo se llenó de manera uniforme de ondas de radio emitidas por el gas de hidrógeno “.

Con el fin de detectar las ondas de radio que se esperan en el universo temprano, varios grupos internacionales importantes han construido y puesto en funcionamiento nuevos conjuntos de radiotelescopios. Estos fueron diseñados bajo la premisa de que el Calentamiento Cósmico ocurrió demasiado pronto para poder verse, así que en lugar de las matrices sólo pueden buscar un evento cósmico tardío, en el que la radiación de estrellas rompió los átomos de hidrógeno en el espacio entre las galaxias. El nuevo descubrimiento invalida la opinión común, e implica que estos radiotelescopios también pueden detectar los signos reveladores de calentamiento por los primeros agujeros negros.

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