por Carolyn Devereux
Telescopio Espacial Hubble
El Telescopio Espacial Hubble ha observado la estrella más distante jamás vista: Earendel, que significa estrella de la mañana. Aunque Eärendel tiene 50 veces la masa del sol y millones de veces más brillante, normalmente no podríamos verlo. Podemos verlo debido a una alineación de la estrella con un gran cúmulo de galaxias frente a ella, cuya gravedad desvía la luz de la estrella para hacerla más brillante y más enfocada, creando esencialmente una lente.
Los astrónomos ven el pasado profundo cuando vemos objetos distantes. La luz viaja a una velocidad constante (3×10⁸ metros por segundo), por lo que cuanto más lejos esté un objeto, más tiempo tardará la luz en alcanzarnos. Para cuando nos llega la luz de estrellas muy distantes, la luz que estamos mirando puede tener miles de millones de años. Así que estamos viendo eventos que sucedieron en el pasado.
Cuando observamos la luz de la estrella, estamos mirando la luz que fue emitida por la estrella hace 12.900 millones de años; a esto lo llamamos el tiempo retrospectivo. Eso es solo 900 millones de años después del Big Bang. Pero debido a que el universo también se ha expandido rápidamente en el tiempo que tardó esta luz en llegar a nosotros, Eärendel está ahora a 28 mil millones de años luz de distancia de nosotros.
Ahora que el sucesor del Hubble, el Telescopio Espacial James Webb (JWST), está en su lugar , es posible que pueda detectar incluso estrellas anteriores, aunque es posible que no haya muchas que estén bien alineadas para formar una “lente gravitacional” para que podamos verla.
Para ver más atrás en el tiempo, los objetos deben ser muy brillantes. Y los objetos más lejanos que hemos visto son las galaxias más masivas y brillantes. Las galaxias más brillantes son las que tienen cuásares, objetos luminosos que se cree que están alimentados por agujeros negros supermasivos.
Antes de 1998, las galaxias de cuásar detectadas más lejanas tenían aproximadamente 12.600 millones de años de tiempo de retrospectiva. La resolución mejorada del telescopio espacial Hubble aumentó el tiempo retrospectivo a 13 400 millones de años, y con el JWST esperamos mejorar esto posiblemente a 13 550 millones de años para galaxias y estrellas.
Las estrellas comenzaron a formarse unos cientos de millones de años después del Big Bang, en un tiempo que llamamos el amanecer cósmico. Nos gustaría poder ver las estrellas en el amanecer cósmico, ya que esto podría confirmar nuestras teorías sobre cómo se formó el universo y las galaxias. Dicho esto, la investigación sugiere que es posible que nunca podamos ver los objetos más distantes con telescopios con tanto detalle como queremos: el universo puede tener un límite de resolución fundamental .
¿Por qué mirar hacia atrás?
Uno de los principales objetivos de JWST es saber cómo era el universo primitivo y cuándo se formaron las primeras estrellas y galaxias, que se cree que fue entre 100 millones y 250 millones de años después del Big Bang. Y, afortunadamente, podemos obtener pistas sobre esto mirando incluso más atrás de lo que pueden manejar el Hubble o el JWST.
Podemos ver la luz de hace 13.800 millones de años, aunque no es la luz de una estrella: entonces no había estrellas. La luz más lejana que podemos ver es el fondo cósmico de microondas (CMB), que es la luz que quedó del Big Bang, que se formó apenas 380 000 años después de nuestro nacimiento cósmico.
El universo antes de que se formara el CMB contenía partículas cargadas de protones positivos (que ahora forman el núcleo atómico junto con los neutrones) y electrones negativos y luz. La luz fue dispersada por las partículas cargadas, lo que convirtió al universo en una sopa de niebla. A medida que el universo se expandía, se enfriaba hasta que finalmente los electrones se combinaron con los protones para formar átomos.
A diferencia de la sopa de partículas, los átomos no tenían carga, por lo que la luz ya no se dispersaba y podía moverse por el universo en línea recta. Esta luz ha seguido viajando por el universo hasta que nos llega hoy. La longitud de onda de la luz se hizo más larga a medida que el universo se expandía y actualmente la vemos como microondas. Esta luz es el CMB y se puede ver uniformemente en todos los puntos del cielo. El CMB está en todas partes del universo.
La luz CMB es la más lejana en el tiempo que hemos visto, y no podemos ver la luz de épocas anteriores porque esa luz estaba dispersa y el universo era opaco.
Sin embargo, existe la posibilidad de que algún día podamos ver incluso más allá del CMB. Para ello no podemos utilizar la luz. Necesitaremos usar ondas gravitacionales . Estas son ondas en el tejido del propio espacio-tiempo. Si se formó alguno en la niebla del universo primitivo, entonces podría llegar hasta nosotros hoy.
En 2015, se detectaron ondas gravitacionales a partir de la fusión de dos agujeros negros utilizando el detector LIGO. Tal vez el detector de ondas gravitacionales basado en el espacio de próxima generación , como el telescopio Lisa de Esa, que se lanzará en 2037, podrá ver el universo temprano antes de que se formara el CMB hace 13.800 millones de años.
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Crédito de la imagen: vista de Hubble de Eärendel. Ciencia: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Procesamiento de imágenes: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)
