Un recuento cósmico revela una crisis de luz que falta
9/7/2014 de Carnegie Institution for Science
Simulaciones por computadora del hidrógeno intergaláctico en un universo ‘poco iluminado’ (izquierda) y ‘muy iluminado’ (derecha), que tiene cinco veces más fotones energéticos que destruyen los átomos de hidrógeno neutro. Las observaciones del telescopio espacial Hubble de la absorción por hidrógeno encajan con la imagen de la derecha, pero usando sólo las fuentes astronómicas conocidas de luz ultravioleta se obtienen las estructuras más gruesas de la izquierda, y un severo desajuste con las observaciones. Crédito: Ben Oppenheimer y Juna Kollmeier.
Algo no está bien en el Universo. Parece que hay un enorme déficit de luz ultravioleta en el censo cósmico.
Las vastas extensiones de espacio vacío entre las galaxias están cruzadas por filamentos de hidrógeno y helio que pueden emplearse como un preciso medidor de luz. En un estudio reciente publicado en The Astrophysical Journal Letters, un equipo de científicos descubre que la luz procedente de las poblaciones conocidas de galaxias y quasares no es suficiente para explicar las observaciones del hidrógeno intergaláctico. La diferencia es de un asombroso 400 por ciento.
«Es como si te encontraras en una habitación grande brillantemente iluminada, pero cuando miras alrededor sólo encuentras bombillas de 40 watt», hace notar Juna Kollmeier, directora del estudio. «¿De dónde procede toda esa luz? No está en nuestro censo».
Extrañamente, este desajuste sólo aparece en el cosmos cercano, relativamente bien estudiado. Cuando los telescopios apuntan a galaxias situadas a miles de millones de años-luz de distancia (y por tanto están observando el Universo de hace miles de millones de años) todo parece encajar. El hecho de que el recuento funcione para el Universo primitivo pero no lo haga localmente confunde a los científicos.
La luz en cuestión consiste en fotones ultravioleta altamente energéticos que son capaces de convertir átomos de hidrógeno eléctricamente neutros en iones con carga eléctrica. Las dos fuentes conocidas de estos fotones ionizantes son los quasares – alimentados por gas caliente que se precipita sobre agujeros negros supermasivos con más de un millón de veces la masa del Sol – y las estrellas jóvenes más calientes.
Las observaciones indican que los fotones ionizantes de las estrellas jóvenes son casi siempre absorbidos por gas de la galaxia en la que se encuentran, así que nunca escapan para afectar al hidrógeno intergaláctico. Pero el número de quasares conocido es mucho menor del que se necesita para producir la luz requerida.
«O bien el recuento de luz de las galaxias y quasares está muy equivocado, o existe alguna otra fuente principal de fotones ionizantes que nunca hemos reconocido», comenta Kollmeier.
