Els primers estels de l’univers: perfil d’absorció a 78 mHz en l’espectre celeste general

Judd D. Bowman, Alan E. E. Rogers, Raul A. Monsalve, Thomas J. Mozden i Nivedita Mahesh publiquen en la revista Nature d’aquesta setmana un article on descriuen el perfil d’absorció centrat a 78 megahertz de l’espectre mitjà celeste. Aquest perfil ens ofereix informació sobre els primers estels de l’univers.

La radiació ultraviolada d’aquests primers estels hauria d’haver interactuat amb el gas hidrogen primordial. Com a resultat d’aquesta interacció s’hauria alterat l’estat d’excitació de la línia hiperfina de 21 cm de l’hidrogen. Aquesta alteració promouria l’absorció fotònica pel gas hidrogen. Això, alhora, hauria afectat els fotons de la radiació còsmica de fons. L’efecte d’aquest darrer procés es manifestaria en una distorsió espectral de la radiació còsmica de fons en la banda de les radioones de freqüències inferiors a 200 mHz.

Bowman et al. han obtingut la mitjana celeste de l’espectre de radioones. Observen un aplanament en el perfiul d’absorció centrat en la banda de 78 mHz. L’amplada a mitja alçada d’aquest aplanament és a 19 mHz. L’amplitud és de 0,5 K.

Aquest aplanament es correspon als efectes de la radiació ultraviolada dels primers estels en el gas hidrogen primordial.

Ara bé, l’amplitud referida de 0,5 K és considerablement superior a la de les prediccions derivades del model cosmològic estàndard.

Aquesta discrepància es podria explicar de dues formes:
– el gas primordial era molt més fred en l’inici de l’era estel·lífera que no pas assum el model cosmològic estàndard.
– la temperatura de la radiació còsmica de fons era molt més elevada en aquesta època que no pas assum el model estàndard.

Bowman et al. consideren improbables alternatives astrofísiques a aquestes dues explicacions. S’orienten més aviat a una explicació basada en el refredament del gas primordial com a resultat d’interaccions entre la matèria fosca i la matèria bariònica. De fet, algunes extensions proposades al model cosmològic estàndard contemplen aquest efecte de la matèria fosca.

D’acord amb les dades de Bowman et al., 180 milions d’anys després del Big Bang, hi havia prou estels com per generar la línia espectral d’hidrogen Lyman-alfa (deguda a l’absorció fotònica del gas hidrogen primordial). El gas hidrogen trigà 100 milions d’anys addicional per escalfar-se a través d’aquest procés per damunt de la temperatura de radiació.

Aquesta entrada ha esta publicada en 1. L'Univers. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *