Un equipo encabezado por el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian presentó Lumina, una simulación por supercomputadora que reconstruye los primeros 2,000 millones de años del universo y explica cómo el cosmos dejó atrás sus llamadas edades oscuras.
El estudio, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, concluye que no hubo un momento único en que todo se iluminó, sino una transición lenta y desigual que se prolongó durante cientos de millones de años.
Burbujas de luz que se unieron
Tras el Big Bang, el universo se llenó de hidrógeno y helio, pero aún no había estrellas ni galaxias. Cuando surgieron las primeras, su luz ultravioleta transformó el hidrógeno que las rodeaba, un proceso conocido como reionización.
Según el modelo, cada galaxia joven creó una burbuja de gas transformado a su alrededor. Con la aparición de más galaxias, esas burbujas crecieron hasta unirse, y la mayor parte del cambio se completó cuando el universo tenía poco más de 1,000 millones de años.
Para el cálculo, los investigadores recrearon un cubo virtual del cosmos de 500 megapársecs por lado, unos 1,630 millones de años luz, lo que permitió seguir a la vez muchas galaxias y regiones vacías.
Cuásares calentaron el gas
La simulación también sigue una segunda etapa, más tardía, ligada al helio. En ella, la energía de las estrellas no alcanzó y el trabajo recayó en los cuásares, objetos muy brillantes alimentados por agujeros negros gigantes, que calentaron parte del gas intergaláctico a entre 10,000 y 20,000 °C.
Los cálculos se hicieron en Frontier, la supercomputadora del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee.
Pistas para el James Webb
Lumina fue diseñada para contrastar sus resultados con las observaciones del telescopio espacial James Webb, que ha detectado galaxias tempranas más brillantes o grandes de lo que preveían varios modelos.
Los autores advierten que las simulaciones conocidas podrían estar subestimando cuántas galaxias grandes existían en esa época, ya sea por una formación de estrellas más rápida de lo esperado o por supuestos que habría que revisar.
El proyecto fue liderado por Oliver Zier, con Aaron Smith, Volker Springel y Lars Hernquist, entre otros especialistas de Estados Unidos, Canadá y Alemania. El equipo prevé liberar los datos completos de Lumina en 2028.
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