Una señal del universo ofrece pistas sobre la materia oscura

Los radioastrónomos han hecho un descubrimiento sin precedentes: las huellas dactilares reveladoras de las primeras estrellas en el cosmos, presionadas por el resplandor del nacimiento del universo.

Esa señal, impresa más profundamente en el resplandor del Big Bang de lo que esperaban los científicos, podría revelar mucho sobre la juventud del universo e insinuar la naturaleza de la materia oscura, esa sustancia misteriosa que supera con creces toda la materia normal existente.

Los hallazgos y el trabajo teórico que describe el papel potencial de la materia oscura, descrito en dos artículos en la revista Nature, entusiasmaron a los físicos teóricos y experimentales por igual.

Las primeras estrellas del universo, que nacieron alrededor  de 100 millones de años después del Big Bang, hace unos 13.800 millones de años, no eran como las estrellas de hoy. Debido a que se fusionaron en la sustancia de hidrógeno neutro (y un poco de helio) que llenó el cosmos primitivo, estas estrellas crecieron, se quemaron y se volvieron azules y luego murieron rápidamente, probablemente sobreviviendo alrededor de 100 millones de años, más o menos. (Nuestro propio sol, en comparación, ya tiene 4.6 mil millones de años y le quedan miles de millones de años más).

Cuando estas estrellas efímeras se convirtieron en supernovas, sus explosivas muertes forjaron elementos más pesados que sembraron generaciones de estrellas. Entonces, entender que la vanguardia estelar que trajo la luz al universo es clave para entender todas las estrellas en las galaxias de hoy.

Los resultados muestran que estas primeras estrellas ya brillaban solo 180 millones de años después del Big Bang. A medida que esas primeras estrellas morían, probablemente dejaban agujeros negros, y las estrellas de neutrones y supernovas, produciendo rayos X que calentaban aún más el gas de hidrógeno. Gracias a todo este calentamiento, la señal de absorción desaparece unos 90 millones de años después.

"Este es un gran resultado potencial que es realmente un gran avance en el esfuerzo de más de una década para detectar señales del universo temprano", dijo Gregg Hallinan, un radioastrónomo de Caltech que no participó en el trabajo. "Esta medida es nuestro primer paso para comenzar a comprender esa era en la que se formaron las primeras estrellas y galaxias".

i bien la ubicación de la señal coincidía con las predicciones teóricas, su forma no. La inclinación en la curva de luz era de fondo plano, como una U, y también dos veces más profunda de lo que los científicos habían predicho. Esa profundidad parece implicar que el hidrógeno era mucho más frío de lo que debería haber sido en ese momento.

En un artículo separado, el teórico Rennan Barkana de la Universidad de Tel Aviv presenta una posible explicación: el hidrógeno puede haber interactuado con la materia oscura. Si resulta ser cierto, esto sería innovador, porque hasta ahora solo se sabía que la materia oscura interactuaba con la materia normal a través de su influencia gravitacional. (Esa influencia gravitatoria es bastante clara a gran escala porque hay más de cinco veces más materia oscura que la materia normal en el universo, aunque no se puede ver ni tocar).

Pero el primer paso, dijeron los científicos, sería realizar experimentos independientes para confirmar que esta señal realmente existe.