El agujero negro m¨¢s antiguo del universo

Acercarse al significado de las dimensiones del Universo produce v¨¦rtigo. Hace alrededor de 10.000 a?os, los humanos comenzaron a domesticar seres vivos poniendo las bases de la civilizaci¨®n. Hay que retroceder 200 o 300.000 a?os para encontrar los primeros representantes de nuestra especie, la primera capaz de asomarse a los misterios del cosmos. Miles de generaciones humanas, 200 imperios como el de Roma, y a¨²n no habr¨ªamos empezado a ara?ar la superficie de la historia universal. La Tierra se form¨® hace 4.500 millones de a?os y podr¨ªa ser dos veces m¨¢s vieja sin estar a¨²n cerca de la gran inflaci¨®n que dio origen a todo. Mucho m¨¢s all¨¢, a solo 690 millones de a?os del Big Bang, poco m¨¢s que un instante en t¨¦rminos c¨®smicos, es donde se ha encontrado el cu¨¢sar m¨¢s antiguo que se conoce.

Los cu¨¢sares son los objetos m¨¢s brillantes del universo y son el fruto de una verdadera carnicer¨ªa estelar. Se trata de agujeros negros supermasivos que ocupan el interior de grandes galaxias. Desde all¨ª, con su inmenso tir¨®n gravitatorio, atraen hacia ellos sistemas planetarios completos y escupen despu¨¦s materia acelerada a velocidades cercanas a la de la luz.

Uno de esos chorros hiperluminosos es el que descubri¨® un equipo liderado por el astr¨®nomo chileno Eduardo Ba?ados desde el observatorio de Las Campanas, en el norte de Chile. ¡°Este cu¨¢sar es tan luminoso que en tan solo 10 minutos de observaci¨®n lo pudimos confirmar como el m¨¢s lejano jam¨¢s observado¡±, explica el cient¨ªfico. El cu¨¢sar, que env¨ªa su luz desde una ¨¦poca en que el universo ten¨ªa solo un 5% de su edad actual, alberga en su interior un agujero negro con 800 veces la masa del Sol. Esa galaxia antiqu¨ªsima ofrece informaci¨®n sobre lo que sucedi¨® cuando empezaron a formarse las primeras estrellas y sobre eso escriben en Nature hoy Ba?ados y sus colegas.

Poco antes del tiempo en que existi¨® este cu¨¢sar, el universo comenz¨® a ser visible

Justo despu¨¦s del Big Bang, el universo era una sopa caliente de part¨ªculas muy energ¨¦ticas que se expand¨ªan a velocidades inimaginables. Cuando las part¨ªculas se separaron unas de otras, el cosmos comenz¨® a enfriarse y 400.000 a?os de separaci¨®n despu¨¦s, las part¨ªculas primigenias pudieron combinarse en un gas de hidr¨®geno neutro. El universo era entonces oscuro y permaneci¨® falto de fuentes luminosas hasta que la gravedad comenz¨® a condensar la materia en las primeras estrellas y galaxias. La energ¨ªa liberada por estas galaxias antiguas hizo que el hidr¨®geno neutro se ionizara. Con la reionizaci¨®n del universo, los fotones pudieron viajar libremente por el espacio, y as¨ª el cosmos se hizo transparente a la luz.

El nuevo cu¨¢sar env¨ªa informaci¨®n sobre aquella era en la que todo comenz¨® a ser visible. El an¨¢lisis que se publica ahora en Nature muestra que una gran parte del hidr¨®geno de los alrededores inmediatos de aquella galaxia antiqu¨ªsima es neutro, algo que indica que aquella fuente existi¨® en la era de la reionizaci¨®n, antes de que las primeras estrellas y galaxias se hubiesen formado y tuviesen la capacidad para cambiar completamente el equilibrio electr¨®nico del universo.

"Fue la ¨²ltima gran transici¨®n del universo y una de las fronteras actuales de la astrof¨ªsica", dice Ba?ados. El investigador chileno lleva tiempo trabajando en investigar aquel tiempo de cambio, desde la edad oscura al universo visible al que estamos acostumbrados, y los cu¨¢sares, esas intensas fuentes de luz que viajan desde el universo temprano, son su herramienta.

En 2016, Ba?ados tambi¨¦n anunci¨® el descubrimiento de 63 nuevos cu¨¢sares con edades casi tan antiguas como el que presenta hoy. ¡°La formaci¨®n y la evoluci¨®n de las primeras fuentes de luz y estructuras del universo es uno de los grandes misterios de la astronom¨ªa¡±, dec¨ªa entonces. ¡°Cu¨¢sares muy brillantes como los 63 descubiertos en este estudio son las mejores herramientas para ayudarnos a indagar en el universo temprano, pero hasta ahora, los resultados concluyentes se han limitado a una muestra muy peque?a de cu¨¢sares antiguos¡±, a?ad¨ªa.

¡°Este cu¨¢sar, por ser tan brillante, se est¨¢ convirtiendo en una mina de oro para estudios del universo primitivo y ya hemos asegurado m¨¢s observaciones de este objeto con gran parte de los observatorios m¨¢s poderosos en la Tierra y en el espacio, desde rayos X a ondas de radio¡±, concluye Ba?ados sobre su ¨²ltimo hallazgo.