Así se llenó de luz el universo

Al principio, todo era oscuridad. Luego, tras cientos de millones de años, la luz de soles primitivos comenzó a expandirse libremente a través del Universo. Pero, ¿qué causó el levantamiento de este velo oscuro para dar paso a la luz? Para los científicos, sigue siendo un misterio. Sin embargo, un equipo de astrónomos ha desarrollado una nueva hipótesis que explica cómo esa niebla primitiva fue apartada, permitiendo que la luz de las estrellas masivas iluminara todo el cosmos.

Según expertos del departamento de física y astronomía de la Universidad de Iowa (EE. UU.) y del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, la idea les sobrevino gracias a las observaciones de una galaxia bastante inusual localizada a tan solo 600 millones de años luz de distancia de la Tierra de la que se escapa luz ultravioleta.

El intenso evento que creó el cosmos produjo tanto gas caliente y espeso que la luz quedó completamente atrapada. Mucho más tarde, tal vez hasta 1.000 millones de años después del Big Bang, el universo se expandió, se volvió más transparente y finalmente se llenó de galaxias, planetas, estrellas y otros objetos que emiten luz visible.

Los agujeros negros que habitan en el centro de las galaxias arrojan la materia con tanta violencia que el material expulsado atraviesa su entorno nublado, permitiendo que la luz escape (como en el caso de esta peculiar galaxia).

"Las observaciones muestran la presencia de fuentes de rayos X muy brillantes que probablemente acrecen agujeros negros. Es posible que el agujero negro esté creando vientos que ayuden a que la radiación ionizante de las estrellas escape, así que los agujeros negros pueden haber ayudado a que el universo sea transparente", comenta Philip Kaaret, líder del trabajo.

La galaxia en cuestión es Tol 1247-232, una de las tres galaxias cercanas que emiten luz en el espectro UV (otra de ellas es Haro 11). En mayo de 2016, utilizando el observatorio Chandra, los investigadores vieron una sola fuente de rayos X cuyo brillo creció y disminuyó, localizado dentro de una vigorosa región formadora de estrellas de Tol 1247-232.

Si las estrellas no tienen cambios en su brillo (nuestro Sol es un buen ejemplo de ello), entonces ¿qué es?

El equipo determinó que se trataba de algo más que una estrella."Para cambiar en brillo, tienes que ser un objeto pequeño, y eso realmente lo reduce todo a un agujero negro", aclara Kaaret.

Pero, ¿cómo es posible que un agujero negro, cuya intensa tracción gravitatoria absorbe todo lo que le rodea, también sea capaz de expulsar la materia?

La respuesta rápida es que nadie lo sabe a ciencia cierta. Los agujeros negros, después de todo, son difíciles de estudiar, en parte porque su inmenso tirón gravitatorio no permite que ninguna luz escape -son como pulverizadores de polvo cósmicos y no como un soplador de hojas galáctico- y porque se encuentran en el corazón de las galaxias.

¿Es posible que su rotación tenga algo que ver?

A medida que su inmensa gravedad empuja el material más cerca, el giro del agujero negro aumenta la velocidad, aumentando la cantidad de energía cinética en el remolino de materia deslizando su horizonte gravitatorio. "A medida que la materia cae en un agujero negro, comienza a girar y la rápida rotación empuja una fracción de la materia hacia afuera. Están produciendo fuertes vientos que podrían abrir una vía de escape o luz ultravioleta", expone Kaaret.

Es posible que los primeros grandes agujeros negros en el inicio del universo pudiesen haber jugado un papel clave en despejar el camino para que la radiación ionizante brillase por todo el espacio.

Referencia: P. Kaaret et al, Resolving the X-ray emission from the Lyman-continuum emitting galaxy Tol 1247-232, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2017). DOI: 10.1093/mnras/stx1945