El James Webb está un paso más cerca de descubrir qué ionizó el universo
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Los astrónomos han determinado que las llamadas galaxias “fugadas” pueden ser responsables de desencadenar la última gran época de transformación en nuestro universo, la que ionizó el gas interestelar neutro.
Hace miles de millones de años, nuestro universo era mucho más pequeño y mucho más caliente de lo que es hoy. Al principio, era tan pequeño y tan caliente que se encontraba en estado de plasma, donde los electrones se separaban de los núcleos atómicos. Pero cuando el universo tenía unos 380.000 años, se enfrió hasta el punto de que los electrones pudieron recombinarse en sus núcleos, formando una sopa de átomos neutros.
Sin embargo, las observaciones del universo actual revelan que casi toda la materia del universo no es del todo neutra. En cambio, se ioniza, nuevamente en un estado de plasma. Algo debe haber sucedido en los miles de millones de años que siguieron para transformar el gas neutro del cosmos en un plasma ionizado. Los astrónomos llaman a este evento la Época de Reionización y sospechan que sucedió durante los primeros cientos de millones de años después del Big Bang. Pero no saben cómo se desarrolló este evento transformador.
Uno de los grandes debates en la cosmología moderna es la fuente de reionización. Una hipótesis es que los cuásares son los responsables. Los cuásares son los núcleos ultrabrillantes que rodean los agujeros negros supermasivos que expulsan enormes cantidades de radiación de alta energía. Esta radiación podría fácilmente inundar el universo y transformarlo de neutral a ionizado. Pero el problema con esta suposición es que los cuásares son relativamente raros, por lo que luchan por cubrir el volumen del universo.
Otra hipótesis es que las responsables son galaxias jóvenes ricas en formación estelar. En este escenario, el proceso de ionización de gas neutro es más frecuente en el universo. Cada galaxia individual solo puede ionizar el gas en sus inmediaciones, pero como hay tantas galaxias, es posible reionizar todo el universo. Pero la única forma de hacer esto es que suficiente radiación de alta energía escape de las galaxias y entre en el medio circundante.
Un equipo de astrónomos utilizó el telescopio espacial James Webb para estudiar esta hipótesis. No pueden estudiar directamente la radiación que sale de las galaxias, porque esta radiación es absorbida por los miles de millones de años luz de materia entre nosotros y estas galaxias. Entonces, en su lugar, tuvieron que buscar otras pistas. Usando la capacidad de James Webb para estudiar galaxias distantes, pudieron medir qué tan compactas eran las galaxias y qué tan ricas eran en formación estelar. Luego pudieron comparar estas galaxias con galaxias similares que se encuentran en el universo actual para crear una estimación de cuánta radiación se escapa de ellas.
Estiman que, en promedio, las galaxias en el universo primitivo filtraron alrededor del 12% de sus fotones de alta energía disponibles. Eso es suficiente para potencialmente reionizar todo el cosmos en un período de tiempo relativamente corto.
Sin embargo, los resultados no son concluyentes debido a la cantidad de suposiciones que los astrónomos tuvieron que hacer. Pero apunta en una dirección intrigante para resolver este rompecabezas cósmico de larga data.
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