Las grandes diferencias en la 'neblina' del universo temprano fueron causadas por islas de gas frío que quedaron cuando el universo se calentó después del Big Bang. según un equipo internacional de astrónomos.

Los resultados, reportado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , han permitido a los astrónomos concentrarse en el momento en que terminó la reionización y el universo emergió de un estado frío y oscuro para convertirse en lo que es hoy:lleno de gas hidrógeno caliente e ionizado que impregna el espacio entre las galaxias luminosas.

El gas hidrógeno atenúa la luz de las galaxias distantes de la misma manera que las farolas se atenúan por la niebla en una mañana de invierno. Al observar esta atenuación en los espectros de un tipo especial de galaxias brillantes, llamados quásares, los astrónomos pueden estudiar las condiciones del universo temprano.

En los últimos años, Las observaciones de este patrón de atenuación específico (llamado Bosque Lyman-alfa) sugirieron que la neblina del universo varía significativamente de una parte del universo a otra, pero se desconocía la razón de estas variaciones.

"Esperábamos que la luz de los quásares variara de un lugar a otro como máximo en un factor de dos en este momento, pero se ve que varía en un factor de aproximadamente 500, "dijo el autor principal Girish Kulkarni, quien completó la investigación mientras era investigadora postdoctoral en la Universidad de Cambridge. "Se formularon algunas hipótesis de por qué esto es así, pero ninguno fue satisfactorio ".

El nuevo estudio concluye que estas variaciones son el resultado de grandes regiones llenas de gas hidrógeno frío presente en el universo cuando tenía solo mil millones de años. un resultado que permite a los investigadores determinar cuándo terminó la reionización.

Durante la reionización, cuando el universo salió de la 'edad oscura' cósmica, el espacio entre las galaxias se llenó con un plasma de hidrógeno ionizado con una temperatura de aproximadamente 10, 000˚C. Esto es desconcertante porque cincuenta millones de años después del Big Bang, el universo estaba frío y oscuro. Contenía gas con temperaturas solo unos pocos grados por encima del cero absoluto, y sin estrellas y galaxias luminosas. ¿Cómo es entonces que hoy, unos 13.600 millones de años después, el universo está bañado por la luz de las estrellas en una variedad de galaxias, y el gas está mil veces más caliente?

Responder a esta pregunta ha sido un objetivo importante de la investigación cosmológica durante las últimas dos décadas. Las conclusiones del nuevo estudio sugieren que la reionización ocurrió 1.100 millones de años después del Big Bang (o hace 12.700 millones de años). bastante más tarde de lo que se pensaba.

El equipo de investigadores de la India, el Reino Unido, Canadá, Alemania, y Francia sacaron sus conclusiones con la ayuda de simulaciones por computadora de última generación realizadas en supercomputadoras de las Universidades de Cambridge, Durham, y Paris, financiado por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido (STFC) y la Asociación para la Computación Avanzada en Europa (PRACE).

"Cuando el universo tenía 1.100 millones de años, todavía había grandes focos del cosmos donde el gas entre las galaxias todavía estaba frío y son estas islas neutrales de gas frío las que explican las desconcertantes observaciones. "dijo Martin Haehnelt de la Universidad de Cambridge, quien lideró el grupo que realizó esta investigación, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC).

"Esto finalmente nos permite señalar el final de la reionización con mucha más precisión que antes, ", dijo Laura Keating del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica.

El nuevo estudio sugiere que el universo fue reionizado por la luz de estrellas jóvenes en las primeras galaxias en formarse.

"La reionización tardía también es una buena noticia para los experimentos futuros que tienen como objetivo detectar el hidrógeno neutro del universo temprano, "dijo Kulkarni, que ahora tiene su sede en el Instituto Tata de Investigación Fundamental en India. "Cuanto más tarde sea la reionización, más fácil será que estos experimentos tengan éxito ".

Uno de esos experimentos es la matriz de kilómetros cuadrados (SKA) de diez naciones de la cual Canadá, Francia, India, y el Reino Unido son miembros.