Utilizar los agujeros negros para viajar en el tiempo y detectar las primeras estrellas del Universo
Imagen del Chandra X-ray Center
Poco después del Big Bang, se formaron las primeras estrellas, compuestas principalmente de hidrógeno y helio. Estas estrellas de población III eran gigantescas, muy calientes y de vida corta. Sintetizaron elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, y fueron cruciales para la formación de estrellas y galaxias posteriores. Sin embargo, su detección directa ha permanecido fuera del alcance de nuestros telescopios debido a su lejanía.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Hong Kong (HKU) ha desarrollado un método para detectar estas primeras estrellas. Bajo la dirección de la Profesora Jane Lixin DAI, el equipo descubrió que las estrellas de población III pueden ser desgarradas por las fuerzas de marea cuando se acercan demasiado a un agujero negro masivo. Este evento, conocido como ruptura por efectos de marea, genera destellos luminosos que pueden ser observados a través de miles de millones de años luz.
Los investigadores han mostrado que los destellos lejanos se distinguen por su duración prolongada debido a la expansión del Universo y por su corrimiento al rojo cuando llegan a la Tierra. Los fotones emitidos se estiran durante su largo viaje, lo que prolonga la subida y el declive de los destellos. Estas características permiten diferenciar las rupturas por efecto de marea de estrellas de población III de las de estrellas más recientes.
Los telescopios espaciales James Webb (JWST) y Nancy Grace Roman de la NASA están particularmente bien equipados para detectar estas emisiones infrarrojas. El telescopio Roman, en particular, tiene la capacidad de observar simultáneamente una gran parte del cielo y explorar las profundidades del Universo primitivo. Esto lo convierte en una herramienta prometedora para la detección de los destellos luminosos de rupturas por efecto de marea de estrellas de población III.
Janet Chang, estudiante de doctorado en HKU, estima que varios docenas de estos eventos podrían ser detectados cada año por el telescopio Roman, si se implementa una estrategia de observación adecuada.
Estos avances ofrecen perspectivas para comprender las primeras estrellas del Universo y los procesos de formación de elementos pesados. Sin embargo, persisten desafíos, incluida la necesidad de estrategias de observación optimizadas y la confirmación de las firmas de rupturas por efecto de marea en los datos.