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Los científicos coinciden en que durante esta época, la materia se aglutinó, de alguna forma, para formar estrellas y galaxias -- ¿pero cómo ocurrió? ¿qué apareció primero, las estrellas o las galaxias? ¿y qué quedó en el vacío luego que se formaron? ¿espacio vacío o enormes nubes de un gas ahora invisible? Arriba: Casi todo lo que aparece en esta imagen de "campo profundo" del Hubble es una galaxia joven y distante. [más información] De las respuestas a estas preguntas, depende -- cómo comenzó nuestro Universo -- y cómo va a terminar.
Luego vinieron los análisis -- y comenzaron los descubrimientos. En verdad, los astrónomos no estaban interesados en el quasar (conocido como HE2347-4342, por su designación en el catálogo estelar), intentaban ver lo que pudiera haber entre la Tierra y el quasar -- en este caso, tenues nubes de gas de helio ubicadas en el espacio intergaláctico.
Arriba: Quasares como el de la imagen bañaban el temprano Universo con radiación ionizante. [más información] El helio, mientras tanto, no es tan fácil de ocultar. Tiene dos electrones que son difíciles de separar. Aunque la radiación de los quasares dividía los átomos de hidrógeno en dos, muchos átomos de helio habrían permanecido más o menos intactos. (Un átomo de helio podría perder un electrón, pero rara vez dos.) Según Philippe Crane, Científico del Tema Orígenes (Origins Theme Scientist) de las Oficinas Centrales de la NASA, esta es la razón por la que el helio fascina a los cosmólogos: "es una herramienta útil para sondear el temprano Universo". El gas de helio entre nosotros y el quasar HE2347-4342 reveló su presencia al FUSE absorbiendo ciertos "colores" o longitudes de onda específicos de la luz del quasar en la región ultravioleta lejano de su espectro. Mientras tanto, los observadores del Hubble y el Keck, trabajando en longitudes de ondas más largas, encontraron hidrógeno en muchas de las mismas nubes. (La información sobre la combinación de hidrógeno y helio puede informarles a los investigadores mucho más sobre las condiciones de la nube, que cualquiera de éstos en forma separada).
Arriba: Esta imagen, de un modelo de computador en colores simulados del Universo temprano, tiene 30 millones de años luz por lado. Los hilos de color verde son tenues nubes de gas intergaláctico. [más información] Mirar lejos hacia el espacio, es equivalente a mirar hacia atrás en el tiempo. Por ello, cuando los astrónomos observaron nubes cerca del quasar HE2347-4342, sabían que las veían tal como eran hace unos 10 mil millones de años -- una antigüedad impresionante, considerando que se piensa que el Universo tiene una edad de 14 o 15 mil millones de años. Al menos eso fue lo que los astrónomos calcularon por el desplazamiento hacia el rojo (hacia mayores longitudes de ondas) de las líneas espectrales (longitudes de ondas específicas o colores), movimiento fuera de sus posiciones normales y producto de la expansión del Universo. Por ello, al estudiar el desplazamiento hacia el rojo de distintas longitudes de ondas del espectro luminoso del quasar, los investigadores pudieron trazar la forma cómo, a través del tiempo, la transparencia (ionización) de las "redes" intergalácticas aumentaba o disminuía, a medida que el Universo se expandía y evolucionaba.
Arriba: Una ilustración artística del FUSE asomándose al pasado lejano y nebuloso. Tiempo después, torrentes de radiación se difundieron por el espacio, posiblemente generados por los quasares, que recalentaron y reionizaron parte del gas de helio. Debido a que los iones de helio absorben menos fotones de luz, el gas se hizo nuevamente transparente, permitiendo, una vez más, que la luz de los quasares lejanos brille a través del espacio -- de la misma forma en que la luz del sol naciente evapora la niebla matutina para permitir que veamos las montañas en la distancia. Al comparar las observaciones del helio del FUSE con las del hidrógeno realizadas por el Keck y el Hubble, los astrónomos pudieron determinar que los períodos transparentes -- esto es, los momentos en los que el helio estuvo fundamentalmente ionizado -- fueron producidos tanto por la radiación de los brillantes quasares como por la tormenta de fuego generada por la formación de estrellas en galaxias más comunes. Antes del FUSE, el candidato principal eran sólo los quasares. Estos nuevos resultados indican a los científicos cómo era el ambiente de radiación en las primeras épocas del Universo. Así es, dice Crane, la información del FUSE muestra que "la presión de la radiación era tan importante como la de la gravedad, para hacer que la materia se condensara en estrellas y galaxias".  Arriba: (arriba) el espectro de absorción del helio del quasar HE2347-4342 tal como fue captado por el FUSE. (abajo) El espectro de absorción del hidrógeno del mismo quasar captado por el Keck. Las áreas sombreadas, de arriba, en verde, revelan líneas de absorción de helio sin el hidrógeno correspondiente. [más información] El mayor descubrimiento, sin embargo, fue, tal vez, lo que no vieron ni el Hubble, ni el Keck. Algunas nubes que pudieron ser vistas por el FUSE debido al helio que contenían, fueron invisibles para el Hubble y el Keck -- telescopios que pudieron ver sólo hidrógeno. "Con seguridad, el hidrógeno está allí", destaca Crane, "pero está oculto: los átomos son transparentes debido a que han sido fraccionados por la potente radiación. Así, a la deriva entre las galaxias, podrían existir vastas nubes de hidrógeno invisible -- un importante depósito de masa en nuestro Universo. Y aunque una mirada y un solo quasar, no bastan para revelar cuanta materia se esconde en esta forma, ahora que el FUSE logró encontrar algo, la búsqueda de nuevas pistas sobre la historia de nuestro Universo, puede empezar. |
Derecha:
Radiación Ultravioleta
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