El universo pudo sufrir un calentamiento en sus primeras etapas de formación. Así lo plantea un equipo internacional de astrónomos, que han comprobado que la temperatura del gas intergaláctico aumentó progresivamente desde que universo tenía una décima parte hasta una cuarta parte de la edad actual. El estudio se publicará en el próximo número de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
Un equipo de astrónomos ha reunido pruebas que apoyan la hipótesis de que en sus orígenes el universo podría haber sufrido un periodo de calentamiento. Los investigadores han estudiado el gas que hay entre las galaxias y han observado que su temperatura estuvo aumentando de forma progresiva entre el momento en que el universo tenía una décima parte y una cuarta parte de la edad actual.
Este cambio climático cósmico es probablemente la consecuencia de la enorme cantidad de energía liberada por jóvenes galaxias activas en esa época. Los científicos harán públicos sus resultados en la próxima edición de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
“En los primeros momentos, la mayor parte de la materia del universo no estaba en las estrellas o en las galaxias”, explica el astrónomo George Becker de la Universidad de Cambridge, “sino que se extendía como una finísima capa de gas por todo el espacio”. El equipo, liderado por Becker, ha conseguido medir la temperatura de este gas utilizando la luz de unos objetos muy distantes, los quásares.
“El gas que hay entre nosotros y los quásares imprime sombras en la luz extraordinariamente intensa que liberan estos objetos”, apunta Becker, “y al estudiar la manera en que estas sombras bloquean parcialmente la luz de los quásares, hemos logrado deducir muchas de las propiedades de este gas absorbente, como dónde está, de qué está compuesto y qué temperatura tiene”.
La luz de los quásares estudiados tiene en el momento de llegar a la Tierra más de diez mil millones de años y ha atravesado vastas extensiones del universo. Cada nube de gas intergaláctico que en su viaje cruza por delante de esa luz deja una sombra en ella y el efecto acumulado sirve como registro fósil de la temperatura que tenía el universo en sus orígenes.
El registro de la luz de los quásares
“Igual que es posible estudiar el clima de la Tierra a partir de placas de hielo y de troncos de árboles”, dice Becker, “la luz de los quásares contiene un registro de la historia climática del cosmos”.
“Por supuesto, las temperaturas que hemos medido en nuestros estudios varían ligeramente de las que podemos encontrar hoy en la Tierra. Mil millones de años después del Big Bang, la temperatura del gas medido por nosotros era de sólo 8.000ºC y en 3.500 millones había subido a casi 12.000ºC”.
“Los culpables más probables de este calentamiento intergaláctico son precisamente los quásares”, explica el también miembro del equipo Martin Haehnelt, que además forma parte del recién fundado Instituto Kavli de Cosmología de la Universidad de Cambridge.
“Durante el periodo de historia cósmica estudiado por el equipo, los quásares eran cada vez más y más comunes. Estos objetos, que se cree que son agujeros negros gigantes que devoran materia y que están situados en el núcleo de las galaxias, emiten enormes cantidades de energía en forma de luz ultravioleta. Estos rayos UV interactuarían con el gas intergaláctico y provocarían el incremento de temperatura que hemos observado”.
Uno de los elementos más ligeros y abundantes de estas nubes intergalácticas, el helio, desempeña un papel fundamental en este proceso de calentamiento. La luz ultravioleta desintegra y libera los electrones de un átomo de helio, ye colisionan con otros átomos aumentando la temperatura del gas.
Pero parece que cuando se agotaron las reservas de helio frío del universo, éste empezó de nuevo a enfriarse. Los astrónomos creen que esto ocurrió probablemente cuando el cosmos tenía más de una cuarta parte de la edad que tiene hoy en día.
El descubrimiento de este equipo ha sido posible gracias a los datos recogidos con varios telescopios Keck de 10 metros situados en Hawai (EE UU) y a la realización de simulaciones avanzadas ejecutadas por una supercomputadora de la Universidad de Cambridge. Junto a Becker y Haehnelt, en el equipo han trabajado James Bolton de la Universidad de Melbourne (Australia) y Wallace Sargent del Instituto de Tecnología de California (EE UU).
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Referencia bibliográfica:
Becker G. D., Bolton J. S., Haehnelt G. M., Sargent W. L. W. “Detection of Extended He II Reionization in the Temperature Evolution of the Intergalactic Medium”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. En prensa. Un preprint del artículo se puede consultar en http://arxiv.org/abs/1008.2622
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