Descubren los restos de las primeras estrellas del universo

El telescopio Gemini Norte ha revelado la muerte de una posible estrella de primera generación en una explosión de supernova.

 

¿Cuándo se formaron las primeras estrellas? Probablemente cuando el universo tenía tan solo 100 millones de años. Ahora, gracias al telescopio Gemini Norte, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una proporción inusual de elementos químicos en las nubes que rodean al antiguo cuásar. Según los astrónomos podrían haber encontrado los rastros químicos de una de las primeras estrellas, una de las estrellas de primera generación que se formó poco después del Big Bang y que explotó en una "supersupernova".

 


Población III

Las primeras estrellas del universo son conocidas como Población III, estrellas de primera generación. Sin embargo, a pesar de que terminaron sus vidas en titánicas explosiones de supernova que sembraron el universo con elementos químicos que las estrellas habían forjado durante su vida, no habíamos podido encontrar evidencia directa de una de estas primeras estrellas de Población III, hasta ahora.


El material de estas estrellas, que habrían sido incluso hasta 1.000 veces más masivas que nuestro propio Sol, se incorporó a la siguiente generación de estrellas tras el Big Bang y, estas a su vez, se convertirían en nuevas estrellas, planetas o incluso, en nosotros mismos, de ahí que sea tan importante comprender su evolución a lo largo de estos 13.700 millones de años de historia del cosmos.


Nos dejaron un legado importantísimo, con sustancias químicas que enriquecieron nuestro universo.

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NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine

El descubrimiento, se describe en un nuevo trabajo publicado en The Astrophysical Journal, y descubrimiento se realizó gracias al telescopio Gemini Norte de 8,1 metros situado en Hawái. Durante el análisis de las nubes que rodean a ULAS J1342+0928, uno de los cuásares conocidos más lejanos, los astrónomos identificaron el material remanente de la explosión de una estrella de primera generación. Lo curioso es que este material contenía más de 10 veces más hierro que magnesio en comparación con la proporción de estos elementos que se encuentran en nuestra estrella.

“Solo hay dos formas de encontrar evidencia de ellos. La primera es atrapar una supernova con inestabilidad de pares en el momento en que ocurre, lo cual es una casualidad muy poco probable. La otra forma es identificar su firma química a partir del material que expulsan al espacio interestelar”, explica Yuzuru Yoshii de la Universidad de Tokio y líder del trabajo.

 


¿La explicación?

Los científicos creen que dicho material fue dejado atrás por una estrella de primera generación que explotó como una supernova de inestabilidad de pares. Solo puede explicarse por las consecuencias de la explosión de una 'supersupernova'.

“Las explosiones de supernova de inestabilidad de pares ocurren cuando los fotones en el centro de una estrella se convierten espontáneamente en electrones y positrones, la contraparte de antimateria cargada positivamente del electrón”, exponen los astrónomos.


Los astrónomos aún no han sido testigos de una supernova de inestabilidad de pares, pero teorizan que estas explosiones dramáticas ocurren cuando estrellas gigantes con masas entre 150 y 250 veces la del sol llegan al final de sus vidas.

“Según la cosmología del Big Bang, la nucleosíntesis no produce elementos pesados ​​debido a la rápida disminución de la densidad y la temperatura a medida que el universo se expande. Esto ha llevado a una interpretación inmediata de que los elementos pesados ​​observados en varios objetos del universo se sintetizan en el interior de estrellas masivas y son expulsados ​​por supernovas”, aclara Yoshii.


Si esta es la evidencia de una de las primeras estrellas y de los restos de una supernova de inestabilidad de pares, este descubrimiento ayudará a completar nuestra imagen de cómo la materia del universo evolucionó hasta convertirse en lo que es hoy.


"Ahora sabemos qué buscar; tenemos un camino", expuso Timothy Beers, astrónomo de la Universidad de Notre Dame y coautor de la investigación. "Si esto sucedió localmente en el universo primitivo, lo que debería haber sucedido, entonces esperaríamos encontrar evidencia de ello".

 

Referencia: Yuzuru Yoshii et al, Potential Signature of Population III Pair-instability Supernova Ejecta in the BLR Gas of the Most Distant Quasar at z = 7.54*, The Astrophysical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac8163

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en Twitter: sarahromero_ y en ladymoon@gmail.com

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