¡Hallazgo astronómico! Encuentran los restos de las primeras estrellas en nubes de gas distantes

Investigadores del Observatorio Europeo Austral (ESO) detectaron tres nubes de gas distantes cuya composición química coincide con lo esperado de las primeras explosiones estelares. Estos hallazgos nos acercan un paso más a la comprensión de la naturaleza de las primeras estrellas que se formaron después del Big Bang.

Los investigadores piensan que las primeras estrellas que se formaron en el Universo eran muy diferentes a las que vemos hoy. Cuando aparecieron hace 13,500 millones de años, sólo contenían hidrógeno y helio, los elementos químicos más simples de la naturaleza.

Estas estrellas, que eran decenas o cientos de veces más masivas que nuestro Sol, murieron rápidamente en poderosas explosiones conocidas como supernovas, enriqueciendo el gas circundante con elementos más pesados por primera vez.

Afirma Andrea Saccardi, estudiante de doctorado en el Observatoire de Paris - PSL, quien dirigió este estudio durante su tesis de maestría en la Universidad de Florencia.

Las generaciones posteriores de estrellas nacieron de ese gas enriquecido y, a su vez, expulsaron elementos más pesados cuando también murieron.
Pero las primeras estrellas desaparecieron hace mucho tiempo, entonces, ¿cómo pueden los investigadores aprender más sobre ellas?

Explica Stefania Salvadori, profesora asociada de la Universidad de Florencia y coautora del estudio publicado hoy en Astrophysical Journal.

Observaciones del joven Universo

Usando datos tomados con el VLT de ESO en Chile, el equipo encontró tres nubes de gas muy distantes, vistas cuando el Universo tenía entre un 10 y un 15% de su edad actual, y con una huella química que coincide con lo esperado de las explosiones de las primeras estrellas.

Dependiendo de la masa de estas estrellas y de la energía de sus explosiones, estas primeras supernovas liberaron diferentes elementos químicos como el carbono, el oxígeno y el magnesio, que están presentes en las capas exteriores de las estrellas.

Pero algunas de estas explosiones no fueron lo suficientemente energéticas como para expulsar elementos más pesados como el hierro, que se encuentra en el núcleo de las estrellas. Para buscar el signo revelador de estas primeras estrellas que explotaron como supernovas de baja energía, el equipo buscó nubes de gas distantes pobres en hierro pero ricas en otros elementos.

Y encontraron exactamente eso: tres nubes lejanas en el Universo primitivo con muy poco hierro pero mucho carbono y otros elementos: la huella digital de las explosiones de las primeras estrellas.

Composición Química

Esta peculiar composición también se ha observado en muchas estrellas antiguas de nuestra propia galaxia, que los investigadores consideran estrellas de segunda generación que se formaron directamente a partir de las 'cenizas' de las primeras.

Este nuevo estudio ha encontrado tales cenizas en el Universo primitivo, agregando así una pieza faltante a este rompecabezas.

explica Salvadori.

Para detectar y estudiar estas nubes de gas distantes, el equipo utilizó candelas estándar conocidas como cuásares, fuentes muy brillantes alimentadas por agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias lejanas. A medida que la luz de un cuásar viaja a través del Universo, atraviesa nubes de gas donde diferentes elementos químicos dejan una huella en la luz.

Para encontrar estas huellas químicas, el equipo analizó datos de varios cuásares con el instrumento X-shooter en el VLT. El cual divide la luz en una gama amplia de longitudes de colores, lo que lo convierte en un instrumento único para identificar muchos elementos químicos en estas nubes.

Futuros estudios

Este estudio abre nuevas ventanas para la próxima generación de telescopios e instrumentos, como el próximo Extremely Large Telescope (ELT) de ESO y su espectrógrafo ArmazoNes de alta dispersión Echelle (ANDES).

Concluye Valentina D'Odorico, investigadora del National Instituto de Astrofísica de Italia y coautora del estudio.