Aguanta la respiración: encuentran oxígeno en el Universo primitivo

Cada vez que inspiras, tu cuerpo absorbe un montón de oxígeno. El gas de oxígeno es un ingrediente muy importante de nuestra atmósfera sin el cual no habría seres humanos en la Tierra.

Los astrónomos saben que todos los átomos de oxígeno del Universo se produjeron en las estrellas. Cuando el Universo nació a partir del Big Bang, hace unos 13.800 millones de años, no había oxígeno alguno. Los átomos de oxígeno solo aparecieron más tarde, dentro de las estrellas, mediante un proceso conocido como fusión nuclear. Cuando una estrella explota y se convierte en supernova, los átomos de oxígeno son arrojados al espacio. En algún momento, parte de estos átomos se incorporaron a las nubes que formaron nuestro Sistema Solar.

Gracias a ALMA, los astrónomos ahora detectaron los primeros átomos de oxígeno que surgieron en el Universo. Lo lograron observando una galaxia que está tan lejos que su luz tardó 13.280 millones de años en llegar hasta nosotros. En otras palabras, vieron la galaxia tal como era hace 13.280 millones de años, es decir, apenas unos 500 millones de años después del Big Bang.

En la luz de esta galaxia, los astrónomos detectaron la radiación emitida por átomos de oxígeno. Al parecer, ya había oxígeno en el espacio cuando el Universo tenía solo 500 millones de años. Es la primera vez que se detecta oxígeno en una etapa tan temprana de la historia cósmica.

¿Qué pasó, entonces, en esos primeros 500 millones de años? Los astrónomos creen saberlo. Recién unos 250 millones de años después del Big Bang, esta galaxia ya se estaba formando y ya habían empezado a brillar las primeras estrellas masivas. Estas estrellas produjeron mucho oxígeno (junto con otros elementos) en su centro, y cuando explotaron arrojaron el oxígeno al espacio.

Sin embargo, las explosiones de supernovas también expulsaron la mayor parte del gas incubador de estrellas de la galaxia. En consecuencia, la producción de estrellas se detuvo. Recién algunos cientos de millones de años más tarde, el gas empezó a volver y se produjo un nuevo brote de formación estelar. La energía liberada por esta nueva generación de estrellas hizo que los átomos de oxígeno brillaran.

Algo parecido puede haber pasado en nuestra galaxia, la Vía Láctea, cuando tenía solo unos cientos millones de años. Con el tiempo, a medida que las estrellas fueron llegando al fin de su vida y explotando en supernovas, la cantidad de átomos de oxígeno aumentó. Tarde o temprano, parte de esos átomos se incorporó a la nube de polvo y gas a partir del cual se formó nuestro Sistema Solar.

La próxima vez que respires profundo, ¡recuerda que estás respirando oxígeno producido por las estrellas!


¿Qué se observó?

Los brillantes átomos de oxígeno fueron detectados en una tenue y remota galaxia conocida como MACS 1149-JD1. Los átomos de oxígeno normalmente tienen seis electrones que orbitan su núcleo, pero debido a la energía liberada por las estrellas vecinas, la mayoría de los átomos de oxígeno habían perdido dos electrones. Por esa razón, empezaron a brillar en longitudes de onda infrarrojas. Cuando esta luz infrarroja viaja hasta la Tierra, en un recorrido que tarda 13.280 millones de años, las ondas de luz son estiradas por efecto de la expansión del Universo hasta convertirse en ondas milimétricas que pueden ser observadas por ALMA.

¿Quiénes observaron?

En 2016, el astrónomo japonés Akio Inoue, de la Universidad Osaka Sangyo, y sus colegas estudiaron el oxígeno presente en el Universo distante. Otro grupo, dirigido por Nicolas Laporte, de la Universidad de Tolosa (Francia) realizó observaciones similares. En 2017, los dos grupos decidieron trabajar juntos. El equipo ampliado es dirigido por Takuya Hashimoto, colega de Akio. Los resultados de las nuevas observaciones realizadas con ALMA, que permitieron detectar oxígeno en la galaxia MACS 1149-JD1, fueron publicados en la revista científica semanal Nature.

Revisa esto en el sitio de ALMA