En el desierto de Karoo, en Sudáfrica, las 350 antenas de un radiotelescopio nunca estuvieron tan cerca de detectar rastros del amanecer cósmico, el período que siguió al Big Bang y que vio nacer las estrellas y las galaxias.
Un equipo de científicos de América del Norte, Europa y Sudáfrica logró duplicar la sensibilidad del radiotelescopio HERA (Hydrogen Epoch of Reionization Array) y ahora espera develar los secretos del Universo primordial.
El radiotelescopio HERA.
Foto: Dave DeBoer
«Durante varias décadas, equipos de todo el mundo han estado tratando de capturar las primeras ondas de radio del amanecer cósmico. Aunque estas ondas aún son esquivas, los resultados obtenidos por HERA demuestran la investigación más precisa hasta la fecha», explica Adrian Liu, profesor asistente en el Departamento de Física y el Instituto Espacial Trottier de la Universidad McGill (la Universidad McGill, ubicada en Montreal en Quebec, es una de…).
Este conjunto de antenas formaba ya el radiotelescopio más sensible dedicado a la exploración del amanecer cósmico en el mundo. El equipo de HERA mejoró su sensibilidad por un factor de 2,1 para las ondas de radio emitidas alrededor de 650 millones de años después del Big Bang y por un factor de 2,6 para las ondas emitidas alrededor de 450 millones de años después del Big Bang. Su trabajo se describe en un artículo publicado en The Astrophysical Journal.
Una de las 350 antenas del radiotelescopio HERA.
Foto: Dara Storer
Los científicos aún tienen que detectar ondas de radio de los confines de la Edad Oscura cósmica, pero sus resultados nos informan sobre la composición de las estrellas y las galaxias en el Universo primitivo. Hasta el momento, los datos (En tecnología de la información (TI), un dato es una descripción básica, a menudo…) recogidos sugieren que las primeras galaxias contenían muy pocos elementos, además del hidrógeno (El hidrógeno es un elemento químico de símbolo H y número atómico 1.) y helio, a diferencia de las galaxias actuales. Las estrellas de hoy están formadas por una gran cantidad de elementos más pesados que el helio, incluidos el litio y el uranio.
Algunas teorías ya no se sostienen El equipo espera que cuando las antenas parabólicas sean completamente funcionales, podrán producir un mapa 3D de burbujas de hidrógeno ionizado e hidrógeno neutro, marcadores de las primeras galaxias, para rastrear su evolución desde hace 200 millones de años hasta mil millones de años después del Big Bang. Este mapa podría dibujar un retrato de las primeras estrellas y galaxias, para comparar con las estrellas y galaxias actuales, y darnos una idea de la adolescencia del Universo.
Según los investigadores, el hecho de que el equipo HERA aún no haya detectado tales señales permite descartar ciertas teorías sobre la evolución de las estrellas en el Universo primordial. “Nuestros datos parecen indicar que la luminosidad de rayos X de las primeras galaxias era 100 veces mayor que la de las galaxias actuales. Esta hipótesis se aceptaba tradicionalmente, pero ahora tenemos datos reales que la respaldan”, dice el profesor Liu.
Esperando una señal El equipo de HERA continúa sus esfuerzos para mejorar las capacidades de calibración y análisis de datos del telescopio (Un telescopio, (del griego tele que significa «lejos» y skopein que significa…) con la esperanza de encontrar estas burbujas en el Universo primordial. Sin embargo, eliminar las ondas de radio locales para percibir señales provenientes del Universo primordial no es fácil. «Tomemos el ejemplo de un queso suizo: los agujeros representan las galaxias, y estamos buscando el queso», explica David. DeBoer, astrónomo (Un astrónomo es un científico que se especializa en el estudio de la astronomía.) investigador (Un investigador (fem. investigador) se refiere a una persona cuyo trabajo es hacer…) en el Laboratorio de Radioastronomía (La radioastronomía es una rama de la astronomía que se ocupa de la observación del cielo en el…) de la Universidad de California (La universidad de California es una universidad estadounidense, fundada en 1868, de la cual…) en Berkeley.
«HERA está mejorando y sus límites se superan constantemente», dice Aaron Parsons, investigador principal de HERA y profesor asociado de astronomía en la Universidad (una universidad es una institución de educación superior cuyo propósito es…) desde California hasta Berkeley. . «Es genial que aún podamos progresar y confiar en nuevas técnicas que hacen que nuestro telescopio sea aún más eficiente».
El equipo HERA, dirigido por la Universidad de California en Berkeley, está formado por científicos de América del Norte, Europa y Sudáfrica. En Canadá, cuenta con el apoyo del Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá, el Instituto Canadiense de Investigación Avanzada, el Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies y el Instituto Espacial Trottier de la Universidad McGill. La construcción del telescopio está financiada por la Fundación Nacional de Ciencias, la Fundación Alfred P. Sloan y la Fundación Gordon y Betty Moore; también cuenta con el apoyo esencial del Gobierno de Sudáfrica y el Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica (SARAO).
El estudio «Restricciones mejoradas en el espectro de potencia EoR de 21 cm y el calentamiento de rayos X del IGM con observaciones de fase I de HERA» de la Colaboración HERA se ha publicado en The Astrophysical Journal.
Fuente: documentos de UC Berkeley / Robert Sanders
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