NeoFronteras

Publican los resultados del análisis de la supernova más lejana registrada hasta la fecha. Al parecer no pertenece a la primera generación de estrellas.

Hay estallidos gamma tan potentes que cuesta imaginar. Uno de los más interesantes sucedidos recientemente es el denominado GRB 090423 y que ha batido la marca como el objeto más lejano conocido hasta la fecha, situándose a 13100 millones de años luz de distancia (un corrimiento al rojo de 8,2).
Para hacernos una idea de importancia de este descubrimiento hay que remontarse al Big Bang. Según creemos, el Universo tiene una edad de unos 13700 millones de años más o menos. Después del propio Big Bang, y durante unos 400.000 años, el estado del universo era de plasma y, por tanto, la luz no lo podía cruzar. El Universo era opaco a la luz. Después de ese momento, según el Universo se enfriaba, los electrones libres fueron atrapados por los núcleos creándose átomos neutros y los fotones primordiales creados en el propio Big Bang pudieron ser por fin libres (o los que se recrearon a partir de ellos). A esta etapa la llamamos la de la recombinación y en ella el Universo se hizo transparente por primera vez en su historia. Hay diez órdenes de magnitud más fotones primordiales que protones en el Universo y ahora constituyen lo que denominamos fondo cósmico de microondas (FCM).
Después no se generó más luz durante un tiempo hasta que la primera generación de estrellas empezó a brillar. En el momento actual carecemos de telescopios lo suficientemente potentes como para poder captar la luz de esas primeras estrellas. De hecho, tenemos mapas del Universo muy deficientes en los que sólo conocemos los cúmulos de galaxias más cercanos a nosotros. Gracias a las fotos Deep Field del telescopio Hubble se cuenta, eso sí, con un par de vistazos al Universo remoto, fotos para las que se necesitó exposiciones de muchos días de duración. En esas fotos ya hay galaxias que son bastante posteriores a la primera generación de estrellas.
Las estrellas masivas tienen una vida corta y unos pocos millones de años después de su formación explotan en forma de supernovas, explosiones de las que a veces podemos captar rayos gamma que son producidos en un proceso no totalmente aclarado. Cada semana se dan dos o tres estallidos de rayos gamma o GRBs en sus siglas en inglés, algunos asociados a explosiones de tipo supernova. Algunas de esas estrellas de la primera generación debieron de estallar como explosiones de supernovas y hay esperanzas de poder registrarlo algún día.

Distribución de los estallidos gamma.

En primera aproximación* podemos considerar que estamos en el centro del Universo visible y que éste tiene un radio de unos 13700 millones de años luz. Es decir, más o menos, la distancia que a la luz le ha dado tiempo recorrer en los 13700 millones de años transcurridos desde que se produjo la recombinación. Si podemos observar un fenómeno situado 13100 millones de años luz estamos hablando de algo que ocurrió hace 13100 millones de años y por tanto relacionado quizás con las primeras generaciones de estrellas.
En este caso, la luz de un evento de tipo supernova se registró el pasado 23 de abril, pero se calcula que estuvo viajando durante todo ese tiempo. Los fotones gamma de ese evento fueron registrados por el satélite Swift y rápidamente se puso en marcha el sistema de alerta temprana para este tipo de sucesos. En los siguientes minutos ya había telescopios convencionales (pero alguno entre los más grandes que actualmente hay) en tierra apuntando a ese punto del cielo para registrar más información y ver la contrapartida óptica de ese estallido gamma, en este caso situada en el infrarrojo, ya que la expansión cosmológica había corrido al rojo todas las frecuencias emitidas por suceso.

Contrapartida infrarroja de GRB 090423. Foto: Gemini Observatory, NSF, AURA, D Fox, A Cucchiara (Penn State Univ.) y E Berger (Harvard Univ.).

Gracias a la información recogida se pudo averiguar que el estallido supernova que produjo este estallido se dio en la “Edad oscura” del Universo, unos 600 millones de años después del Big Bang, cuando el Universo tenía una edad de un 5% la actual.
En esa época la luz emitida por las estrellas y este tipo de eventos debía de reionizar el medio material en un Universo que todavía estaba bastante caliente, lo que dificulta su estudio. Según se registren más fenómenos de este tipo sabremos más acerca de este fenómeno de reinoización y su historia.
La marca anterior la ostentaba GRB 090423 con un corrimiento al rojo de z=6,7, lo que equivale a una distancia 180 millones de años luz más cercana.
Dos estudios sobre los resultados de este evento han sido publicados recientemente en Nature. El análisis espectral de la luz procedente de este evento sugiere que a pesar de su proximidad al Big Bang la estrella progenitora de esta explosión de supernova no pertenece a la primera generación estelar.
Se estima que la densidad de estrellas en esa época era lo suficientemente grande como para esperar la detección más fenómenos de este tipo en el futuro, incluso de estrellas supernovas pertenecientes a la primera generación. También se espera mejorar el sistema de alerta y colaboración para así tomar espectros muy rápidamente y aumentar la calidad de los datos disponibles.
Así que un día de estos recibiremos probablemente la luz de alguna estrella primordial explotando como supernova en un momento en el que ni la Tierra ni nuestra galaxia existían, enviándonos un mensaje que ha tardado casi la edad del Universo en llegarnos.

* En realidad en Astrofísica no se habla de una distancia determinada a la que se encuentran estos cuerpos, sino de corrimiento al rojo. Bajo el modelo estándar de Big Bang y los parámetros conocidos de él se puede traducir este corrimiento al rojo a distancia. Estos parámetros, como la constante de Hubble, no se conocen con exactitud, por lo que las cifras que se dan no son exactas.
Además, hay que tener en cuenta que durante todo este tiempo el Universo ha estado expandiéndose y por tanto el borde el Universo visible (el FCM) debe de encontrarse ya a unos 46.000 millones de años luz de nosotros.
Por cierto, si el lector encuentra otras fuentes sobre este evento en la que se mencionan otros números en cuento a distancia o edad, no se preocupe. Es normal que puedan ser diferentes, porque el error en este tipo de medidas suele ser bastante apreciable.

Fuentes y referencias:
Noticia en Science.
Artículo original en Science (resumen)..
Artículo original en Nature (resumen).
Artículo original en Nature (resumen).
Video.
Imagen cabecera: Imagen en falso color en rayos X (naranja), ultravioleta (azul) y óptico (verde) tomada por Swift y que cubre 6,3 minutos de arco. Foto: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.