El lado oscuro de la luna puede ayudar a investigar sobre el universo temprano

En esta línea de tiempo del universo, las edades oscuras cósmicas comenzaron aproximadamente 380,000 años después del Big Bang y terminaron decenas de millones de años más tarde cuando las primeras estrellas comenzaron a formarse. (Crédito: NR Fuller, Fundación Nacional de Ciencia)

El lado más alejado de la luna podría dar a los investigadores de CU Boulder una mirada sin precedentes a las primeras "eras oscuras" del universo antes de que las primeras estrellas comenzaran a brotar a la existencia. 

La NASA eligió recientemente el Explorador de Polarimetría de la Edad Oscura (DAPPER) como una de las nueve pequeñas misiones satelitales que estudiará para un posible lanzamiento la próxima década. El equipo de DAPPER, liderado por Jack Burns, astrofísico de CU Boulder e incluye científicos de la Universidad de California, Berkeley, el Observatorio Nacional de Radioastronomía y el Centro de Investigación Ames de la NASA, pasarán los próximos seis meses elaborando un diseño detallado de esta misión propuesta. 

El objetivo es poner un satélite en órbita alrededor de la luna y, desde el entorno aislado del lado más alejado de la luna, observar las señales de las nubes de gas de hidrógeno en el cosmos primitivo. 

Un estudio de 2018 descubrió una posible señal de las primeras estrellas del universo, que habría sido azul y mucho más grande que las estrellas de hoy. (Crédito: NR Fuller, Fundación Nacional de Ciencia)

Si se iluminara, la misión permitiría a los astrofísicos desenrollar el reloj del universo, revelando nueva información sobre cómo las estrellas, las galaxias y los agujeros negros se formaron. Burns dijo que DAPPER también podría marcar un nuevo paso en la exploración lunar, transformando la luna en un laboratorio de ciencia de gran alcance. 

"Al utilizar una combinación de esta señal de hidrógeno y el ambiente muy tranquilo del lado lejano de la luna, podemos sondear las edades oscuras del universo por primera vez", dijo Burns, profesor del Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias. 

Cosmología oscura 

DAPPER, que sería más barato de construir y más compacto que una misión de la NASA a gran escala, buscaría las huellas dactilares de una era en el cosmos solo 15 millones de años después del Big Bang. En ese momento, no existían fuentes de luz de ningún tipo en el universo. 

"Solo hay gas de hidrógeno y cosmología, el universo en expansión", dijo Burns. 

Esas mismas nubes de gas de hidrógeno, sin embargo, no serían invisibles. Los teóricos sugieren que es probable que emitan radiación electromagnética que los astrofísicos podrán ver hoy en las ondas de radio. 

A principios de 2018, otro equipo de investigación informó que pudo haber detectado una señal similar de más adelante en la evolución del cosmos, aproximadamente 180 millones de años después del Big Bang. 

La luna es el único lugar cerca de la Tierra donde los científicos podrían llevar a cabo un estudio científico como DAPPER, dijo Burns. Las señales del universo primitivo pueden ser bloqueadas por la atmósfera de la Tierra o ahogadas por otras ondas de radio, como las transmisiones de radio FM. El otro lado de la luna, en contraste, es el lugar más silencioso de la radio en el sistema solar interior, dijo Burns. 

"Una de las cosas buenas de ir al espacio es que podemos eliminar la mayor parte de esa inferencia", dijo. 

Hacia a la luna 

La propuesta se produce cuando naciones y compañías de todo el mundo apuntan a viajar a la luna usando tecnología e instrumentos mucho más avanzados que los de la era Apolo. 

Burns dijo que DAPPER conllevaría ese creciente interés en enviar humanos al suelo lunar. Su equipo propuso lanzar su pequeño satélite desde Lunar Gateway, una estación espacial que la NASA y otros socios internacionales planean orbitar alrededor de la luna durante la próxima década. 

El potencial para tal misión es enorme. Al explorar este primer período en la historia del universo, los científicos podrían obtener nuevos conocimientos sobre cómo evolucionó el cosmos. 

Ilustración de la nave espacial Orión (derecha) planeado por la NASA para atracar en Lunar Gateway (izquierda). (Crédito: NASA)

¿Cómo, por ejemplo, esas nubes primordiales de gas de hidrógeno eventualmente colapsan para formar todas las estrellas y galaxias que existen en el universo hoy en día? 

Explorar las épocas oscuras cósmicas también podría proporcionar a los astrofísicos nuevas pistas sobre la naturaleza de la materia oscura. Esta esquiva sustancia constituye el 85 por ciento de la masa de la galaxia, pero aún no ha sido observada por los científicos. 

"Todo el proyecto está muy oscuro", bromeó Burns. 

Él espera que DAPPER algún día inspire a más científicos para lanzar experimentos científicos en la Luna que no serían posibles desde la superficie de la Tierra. Eso podría incluir la investigación de cómo los asteroides bombardearon tanto la luna como el planeta en órbita, lo que podría dar forma a la historia de la vida en la Tierra. 

Jack Burns concluyó: 

"Cuando escucho a la gente decir 'he hecho eso' para la ciencia en la Luna, les digo 'estás loco'. Cuando se trata de la luna, solo hemos raspado la superficie más delgada de lo que es posible ". 

Fuente: Universidad de Colorado Boulder ,