¿Cuándo se formaron las primeras estrellas del Universo? ¡Antes de lo que pensábamos!

Después de 30 años en órbita el Telescopio Espacial Hubble sigue ofreciéndonos datos increíbles sobre el Universo. El último descubrimiento sugiere que la formación de las primeras estrellas y galaxias en el Universo temprano tuvo lugar antes de lo que se pensaba. 

La exploración de las primeras galaxias sigue siendo un desafío importante en la astronomía moderna. No sabemos cuándo ni cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias del Universo. Estas preguntas pueden abordarse gracias al telescopio espacial Hubble y las imágenes que ha obtenido en su viaje por el espacio profundo. El Hubble permite a los astrónomos ver el Universo tal como era dentro de los 500 millones de años posteriores al Big Bang.

Un equipo de investigadores europeos, dirigido por Rachana Bhatawdekar de la Agencia Espacial Europea, se propuso estudiar la primera generación de estrellas en el Universo temprano. Conocidas como estrellas de la Población III, estas estrellas fueron forjadas a partir del material primordial que surgió del Big Bang: hidrógeno, helio y litio, los únicos elementos que existían antes de que los procesos en los núcleos de estas estrellas pudieran crear elementos más pesados , como oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro.

Bhatawdekar y su equipo investigaron el Universo temprano cómo era entre 500 y 1000 millones de años después del Big Bang. Para ello utilizaron datos del Telescopio Espacial Hubble, con apoyo del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA (ya en desuso) y el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral, situado en la Tierra. 

Ilustración del Telescopio Espacial Hubble/ Crédito: NASA

El resultado se logró utilizando la Cámara Planetaria de Campo Amplio 3 del Hubble y la Cámara Avanzada para Encuestas. Emplearon datos de observaciones hechas de 2012 a 2017 a seis cúmulos de galaxias distantes. Estas observaciones se encuentran entre las más profundas jamás realizadas, revelando galaxias de 10 a 100 veces más débiles que las vistas anteriormente. El equipo utilizó una nueva técnica, con ella la masa combinada de las galaxias dentro de cada cúmulo actúa como una lente gravitacional, magnificando la luz de galaxias de fondo aún más remotas. Este efecto de aumento permite a los astrónomos observar objetos que de otra manera serían demasiado débiles para ser detectados bajo las capacidades normales del telescopio Hubble, a una distancia correspondiente a cuando el Universo tenía menos de mil millones de años. 

Sin embargo, "no encontramos evidencia de estas estrellas de Población III de primera generación en este intervalo de tiempo cósmico", explica Bhatawdekar. Pero sí muchas galaxias de baja masa.

Conclusiones

"Estos resultados tienen profundas consecuencias astrofísicas, ya que muestran que las galaxias deben haberse formado mucho antes de lo que pensábamos", comenta Bhatawdekar en un comunicado. "Esto también respalda firmemente la idea de que las galaxias débiles o de baja masa son responsables de la reionización en el Universo temprano". Es decir, el periodo cuando el medio intergaláctico neutral fue ionizado por las primeras estrellas y galaxias.

Estos resultados también sugieren que la formación más temprana de estrellas y galaxias ocurrió mucho antes de lo que se puede probar con el telescopio espacial Hubble. 

Esto deja un área emocionante de investigación para el próximo telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento se ha pospuesto para marzo de 2021, y que explorará más a fondo el pasado del universo.