El Universo es un sistema en constante evoluci\u00f3n. La evidencia observacional actual indica que el Universo se expande a un ritmo acelerado. Esto implica que a muy grandes escalas espaciales las galaxias se est\u00e1n alejando unas de otras. Si a medida que el tiempo avanza la distancia entre las galaxias se incrementa, podemos suponer que en tiempos cada vez m\u00e1s tempranos la materia que constituye el Universo estaba cada vez m\u00e1s concentrada, y por lo tanto la densidad era cada vez mayor. Sin embargo, las grandes estructuras que constituyen el Universo actual (galaxias y c\u00famulos de galaxias) no siempre existieron. Incluso hubo un periodo en la historia del Universo en el cual no exist\u00edan a\u00fan las estrellas. Es m\u00e1s, los primeros \u00e1tomos tardaron unos cientos de miles de a\u00f1os en aparecer. Inmediatamente despu\u00e9s del Big Bang, el Universo era extremadamente caliente y denso. En esas condiciones tan extremas los \u00e1tomos no pod\u00edan existir establemente, y la materia formaba un plasma altamente ionizado. La luz era continuamente dispersada por este plasma a trav\u00e9s de colisiones con los electrones libres y los n\u00facleos de hidr\u00f3geno y helio. As\u00ed, la materia en esta \u00e9poca era opaca a la radiaci\u00f3n. El Universo sigui\u00f3 evolucionando y expandi\u00e9ndose, y su temperatura y densidad disminuyeron. Aproximadamente 380 mil a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang, los n\u00facleos at\u00f3micos atraparon a los electrones y se formaron los primeros \u00e1tomos. El Universo pas\u00f3 de un estado ionizado a otro esencialmente neutro. La luz que previamente estaba impedida de escapar del plasma, ahora pod\u00eda hacerlo libremente. As\u00ed, la materia se convirti\u00f3 transparente a la radiaci\u00f3n, y la luz perme\u00f3 los confines del Universo. La radiaci\u00f3n que se desacopl\u00f3 de la materia en ese periodo es la luz m\u00e1s antigua que podemos observar (cualquier luz m\u00e1s antigua no podr\u00e1 ser observada, pues qued\u00f3 atrapada en el plasma y no es accesible a nuestros instrumentos). Esta luz ha sido recientemente observada por el telescopio espacial Planck, y se ha determinado con muy alta precisi\u00f3n que su temperatura es de aproximadamente 2,7 Kelvin.<\/p>\n\n\n\n Despu\u00e9s de la formaci\u00f3n de los primeros \u00e1tomos, el Universo entr\u00f3 a una era de oscuridad. El Universo se segu\u00eda enfriando y la materia form\u00f3 una niebla oscura y opaca. Durante 500 millones de a\u00f1os el Universo atraves\u00f3 lo que se denomina como la edad oscura del Universo, la cual finaliz\u00f3 con la aparici\u00f3n de las primeras estrellas, cuya luz ilumin\u00f3 y volvi\u00f3 a ionizar- reioniz\u00f3 -al Universo.<\/p>\n\n\n\n La formaci\u00f3n de las primeras estrellas es investigada por los astr\u00f3nomos a trav\u00e9s de sofisticadas simulaciones computacionales. Estos trabajos indican que las primeras estrellas se formaron en proto-galaxias que evolucionaron a partir de peque\u00f1as fluctuaciones en la densidad en el Universo temprano. Estas fluctuaciones se evidencian, por ejemplo, en las anisotrop\u00edas observadas en el fondo c\u00f3smico de radiaci\u00f3n. El material a partir del cual se formaron estas estrellas estaba compuesto \u00fanicamente por hidr\u00f3geno y helio. Esta es una diferencia notable respecto al ambiente en el que se forman las estrellas actualmente, el cual posee elementos m\u00e1s pesados que el helio. Esta diferencia ocasiona que las propiedades f\u00edsicas de estas estrellas sean muy diferentes a las que se observan hoy en d\u00eda.<\/p>\n\n\n\n Las primeras estrellas fueron muy masivas, calientes y compactas. Los c\u00e1lculos actuales indican que t\u00edpicamente sus masas alcanzaban valores del orden de centenares de veces la masa del sol, y su radio era 10 veces el radio solar. Estas estrellas alcanzaron temperaturas superficiales de 100 000 kelvins, por lo tanto la luz que emit\u00edan era predominantemente ultravioleta. Esta luz tiene la energ\u00eda necesaria para ionizar los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno neutro. As\u00ed, se formaron burbujas de ionizaci\u00f3n en el entorno de las estrellas, y se dio inicio al proceso de reionizaci\u00f3n del Universo, que por 500 millones de a\u00f1os hab\u00eda permanecido neutro.<\/p>\n\n\n\n Debido a sus altas masas, las primeras estrellas vivieron un tiempo relativamente corto: \u00fanicamente unos cuantos millones de a\u00f1os (para comparar, el tiempo de vida esperado para el Sol es de aproximadamente 10 000 millones de a\u00f1os). Algunas de estas estrellas al final de su vida explotaron como supernovas. De esta manera, enriquecieron qu\u00edmicamente el medio interestelar primitivo con los elementos sintetizados en sus n\u00facleos. Es en ese medio enriquecido donde posteriormente se formaran las nuevas generaciones estelares. <\/p>\n\n\n\n El helio neutro tiene un potencial de ionizaci\u00f3n mayor que el hidr\u00f3geno. Si las primeras estrellas fueron muy masivas, ellas podr\u00edan explicar la reionizaci\u00f3n del hidr\u00f3geno y el helio simult\u00e1neamente. Por otro lado, si sus masas alcanzaban valores no muy altos (por ejemplo, 50 veces la masa del sol), se requieren otras fuentes luminosas para explicar la reionizaci\u00f3n del helio. Los primeros cu\u00e1sares son unos de los objetos que podr\u00edan resolver este problema, pues la radiaci\u00f3n que emiten es muy energ\u00e9tica. <\/p>\n\n\n\n Se espera que con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb (previsto para el 31 de octubre del 2021) se pueda detectar la luz proveniente de las primeras estrellas a trav\u00e9s de un fen\u00f3meno astrof\u00edsico conocido como lente gravitacional, en el cual debido a un adecuado alineamiento entre las estrellas y un objeto muy masivo (por ejemplo, un c\u00famulo de galaxias) la luz de las estrellas distantes es fuertemente amplificada. El telescopio James Webb se convertir\u00e1 en el principal observatorio del mundo, develar\u00e1 los misterios de nuestro sistema solar, permitir\u00e1 detectar nuevos exoplanetas, y nos ayudar\u00e1 a obtener respuestas (y nuevas preguntas) acerca del origen del Universo. Es un proyecto de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA), y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).<\/p>\n\n\n\n Sobre el autor<\/strong><\/p>\n\n\n\n Pablo es Licenciado en Astronom\u00eda por la UNLP y becario doctoral de CONICET, con lugar de trabajo en el IAR. Actualmente se encuentra trabajando en el desarrollo de modelos radiativos aplicables a sistemas astrof\u00edsicos que involucran agujeros negros super-acretantes.<\/p>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/fig1-300x150.jpg\")
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tomada por el telescopio espacial Planck de la ESA.
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