Cuando miramos hacia el universo , el espacio parece en su mayor parte vacío, con ese vasto vacío disipado solo por estrellas y galaxias distantes . Sin embargo, incluso el espacio vacío no está completamente vacío. El espacio interestelar está saturado de gas y polvo, lo que se conoce como medio interestelar. Mientras que el medio interestelar describe lo que existe entre las estrellas, también existe el medio intergaláctico, que describe lo que existe entre las galaxias. Ambos medios están en gran parte ionizados, lo que significa que los átomos dentro de los medios han sido despojados de sus electrones. Para que esto suceda, los átomos deben absorber una enorme cantidad de energía que empuja físicamente a sus electrones. ¿Cómo se ionizan exactamente los átomos en el espacio vacío?
Ionización en el universo primitivo
El universo comenzó en el Big Bang hace unos 13.800 millones de años. Durante los primeros momentos del universo, todo lo que existía era energía pura. Sin embargo, durante el primer segundo de tiempo, parte de esa energía se condensó para formar las primeras partículas de materia. Gradualmente, aparecieron los primeros átomos, que principalmente llegaron en forma de hidrógeno, junto con pequeñas cantidades de helio y litio. Durante los primeros 380.000 años, el universo estaba demasiado caliente para que estos primeros átomos capturaran electrones, por lo que el universo estaba lleno de una densa niebla de gas ionizado.
Después de esos primeros 380.000 años, el universo se enfrió lo suficiente como para que los átomos pudieran capturar electrones, por lo que el universo ya no estaba ionizado. Sin embargo, dentro de unos pocos millones de años, las primeras estrellas comenzaron a formarse. Las primeras estrellas que se formaron fueron masivas debido a que el universo era más pequeño y más denso. Las estrellas más masivas emiten cantidades mucho mayores de radiación, por lo que las estrellas comenzaron lentamente a reionizar el universo. Hace aproximadamente mil millones de años, había suficientes estrellas y radiación para que el universo se reionizara, lo que resultó en una era conocida como la era de la reionización.
¿Las estrellas ionizaron el universo?
Las estrellas masivas emiten grandes cantidades de radiación que ioniza el gas. Parece bastante simple entonces que las estrellas resultaron en la reionización del universo. Sin embargo, hay más en la historia. Mediante observaciones y cálculos detallados, los astrónomos han descubierto que la radiación de las estrellas no es suficiente para ionizar todo el universo, por lo que debe haber otras fuentes de radiación.
Estas otras fuentes podrían provenir de eventos conocidos como estallidos de rayos gamma (GRB). Un GRB es un estallido masivo de radiación gamma emitida por estrellas masivas cuando colapsan al final de su ciclo de vida, y dado que la radiación gamma tiene tanta energía, puede ionizar átomos fácilmente. Sin embargo, ni siquiera los GRB son suficientes para explicar la ionización del espacio.
Si bien es probable que haya otras fuentes, como agujeros negros , estrellas de neutrones y cuásares , los astrónomos aún tienen que determinar exactamente qué causó la ionización del universo. A medida que avanza la tecnología y los telescopios , es probable que los astrónomos encuentren más evidencia sobre este asunto, y podría ser solo cuestión de tiempo antes de que descubramos qué ionizó el universo.