Los nuevos resultados del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA sugieren que la formación de las primeras estrellas y galaxias en el Universo temprano tuvo lugar antes de lo que se pensaba. Un equipo europeo de astrónomos no ha encontrado evidencia de la primera generación de estrellas, conocidas como estrellas de Población III, desde cuando el Universo tenía solo 500 millones de años.

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 se pueden abordar con el telescopio espacial Hubble a través de observaciones de imágenes profundas. Hubble permite a los astrónomos ver el Universo dentro de los 500 millones de años del 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 Población III, estas estrellas se forjaron a partir del material primordial que emergió del Big Bang. Las estrellas de la población III deben haber sido hechas únicamente de 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 el oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro.

Bhatawdekar y su equipo sondearon el Universo temprano desde aproximadamente 500 millones hasta 1000 millones de años después del Big Bang mediante el estudio del cúmulo MACSJ0416 y su campo paralelo con el Telescopio Espacial Hubble (con datos de respaldo del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y el Very Large basado en tierra Telescopio del Observatorio Europeo Austral). "No encontramos evidencia de estas estrellas de población III de primera generación en este intervalo de tiempo cósmico", dijo Bhatawdekar sobre los nuevos resultados.

El resultado se logró utilizando la cámara de campo amplio 3 y la cámara avanzada para encuestas del telescopio espacial Hubble, como parte del programa Hubble Frontier Fields. Este programa (que observó seis cúmulos de galaxias distantes de 2012 a 2017) produjo las observaciones más profundas jamás hechas de cúmulos de galaxias y las galaxias ubicadas detrás de ellos, que fueron magnificadas por el efecto de lente gravitacional. revelando así galaxias de 10 a 100 veces más débiles que las observadas anteriormente. Las masas de los cúmulos de galaxias en primer plano son lo suficientemente grandes como para doblar y magnificar la luz de los objetos más distantes detrás de ellos. Esto le permite al Hubble usar estas lupas cósmicas para estudiar objetos que están más allá de sus capacidades operativas nominales.

Bhatawdekar y su equipo desarrollaron una nueva técnica que elimina la luz de las galaxias brillantes en primer plano que constituyen estas lentes gravitacionales. Esto les permitió descubrir galaxias con masas más bajas que las observadas anteriormente con Hubble, a una distancia correspondiente a cuando el Universo tenía menos de mil millones de años. En este punto del tiempo cósmico, la falta de evidencia de poblaciones estelares exóticas y la identificación de muchas galaxias de baja masa apoya la sugerencia de que estas galaxias son las candidatas más probables para la reionización del Universo. Este período de reionización en el Universo temprano es cuando el medio intergaláctico neutro fue ionizado por las primeras estrellas y galaxias.

"Estos resultados tienen profundas consecuencias astrofísicas, ya que muestran que las galaxias deben haberse formado mucho antes de lo que pensábamos". ", dijo Bhatawdekar." Esto también apoya firmemente la idea de que las galaxias de baja masa / débiles en el Universo temprano son responsables de la reionización ".

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 interesante de investigación adicional para el próximo Telescopio Espacial James Webb de NASA / ESA / CSA, para estudiar las primeras galaxias del Universo.