Descubren nubes de gas primordial compuestos por elementos del Big Bang que no han sido contaminadas por estrellas

Por primera vez los astrónomos han conseguido encontrar nubes del gas primordial compuestas por elementos que se formaron a los pocos minutos de darse el Big Bang, antes de que se creara ninguna estrella. La composición de este gas encaja con las predicciones teóricas y proporcionan un apoyo directo a la explicación cosmológica del origen de los primeros elementos.

Sólo los elementos más ligeros como el hidrógeno, helio y pequeñas trazas de otros elementos se formaron durante el Big Bang. Los demás se formaron más tarde en el interior de las estrellas. Hasta ahora los astrofísicos siempre habían detectado elementos más pesados ("metales", según la jerga imprecisa de los astrónomos) en cualquier parte a la que apuntarán con sus telescopios, ya que es difícil que este gas primordial no haya pasado por ningún proceso de "contaminación" mediado por las reacciones nucleares de las estrellas.

Se cree que las primeras estrellas se formaron 300 millones de años después del Big Bang a partir de este estos elementos primordiales. Como éstas y las sucesivas generaciones de estrellas han estado produciendo elementos pesados y enriqueciendo el medio con ellos desde entonces, se creía que siempre habría un "suelo de metalicidad" observacional, por lo que este descubrimiento es inesperado. Los intentos de encontrar nubes de gas primordial habían fallado hasta el momento.

Hay tres pruebas que apoyan la teoría del Big Bang: el fondo cósmico de microondas, la expansión cosmológica y la proporción de elementos ligeros debida a la nucleosíntesis primordial. Si se mide la composición del Universo se observa que la cantidad de hidrógeno, helio y elementos ligeros es justo la que se esperaría encontrar si durante el Big Bang se hubiese dado cierta nucleosíntesis. Hasta ahora siempre había una pequeña proporción de otros elementos en las observaciones debido a la contaminación posterior. Sin embargo, en estas nubes observadas ahora han podido apreciar precisamente esa proporción primordial.

Se estima que las explosiones de las primeras estrellas ocurrieron entre 800 millones a 1000 millones de años después del Big Bang, pero no parece que dispersaran elementos pesados por todo el Universo. Todo esto sugiere que hubo en el Universo "bolsillos" libres de estrellas 2000 millones de años después del Big Bang. El descubrimiento desafía las ideas que se tienen sobre cómo se dispersan los "metales" que las estrellas producen y cómo se distribuyen por el Universo. Al menos, la eyección de "metales" por parte de las estrellas y su dispersión por el Universo no parece ser un proceso tan eficiente como se pensaba a raíz de este descubrimiento.

Estos astrofísicos estiman que la luz que nos llega ahora de esosquasars atravesó esas nubes de gas primordial hace 12000 millones de años. Tienen corrimientos al rojo de 3,1 y 3,41 respectivamente (a 11600 y 11900 millones de años luz de distancia de nosotros). En ese tiempo los modelos predicen que las galaxias estaban formándose mediante el flujo de gas primordial frío gracias a tirón gravitatorio de las primeras condensaciones de materia. Estas nubes que se acaban de descubrir serían buenas candidatas a esos flujos de gas primordial, algo que se podría confirmar si se encuentran las galaxias en formación asociadas.
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