HITO CIENTÍFICO | El telescopio James Webb podría haber alcanzado los límites del Universo

 

El telescopio espacial James Webb (JWST) podría haber encontrado las primeras estrellas del universo. Es algo que cabría pensar que ya habríamos visto, teniendo en cuenta lo lejos que el Hubble ha podido mirar en el tiempo durante décadas. Pero la búsqueda de estas estrellas ha sido larga e infructuosa durante muchos, muchos años.

Los investigadores las llaman estrellas de la Población III (o Pop III), porque a veces los astrónomos nombran las cosas al revés por alguna razón. Las Pop III son las estrellas más viejas, las Pop II están en el medio y las Pop I son las más nuevas. Nuestro Sol es una estrella Pop I.

Esto no tiene nada que ver con lo avanzada que esté una estrella en su ciclo vital. Si las Pop I son el equivalente a las estrellas de la Generación Z, las Pop III son las boomers. Y nunca hemos visto una estrella boomer. Técnicamente, no sabemos con certeza si alguna vez han existido.

Hasta, potencialmente, ahora. Un equipo internacional acaba de anunciar en un nuevo artículo que ha encontrado la primera evidencia de estrellas Pop III con la ayuda del JWST. El artículo se ha publicado en la base de datos de preimpresos arXiv y aún no ha sido revisado por expertos.

Este descubrimiento tuvo dos claves. Una fue la simple potencia del JWST. Como la luz tiene una velocidad finita, cuanto más lejos se mire, más atrás en el tiempo se puede ver. Y el JWST puede mirar muy, muy lejos. El equipo utilizó el telescopio para espiar GN-z11, una galaxia brillante y muy lejana, con la esperanza de obtener un espectro fuerte y claro de cuando el universo tenía sólo unos 400 millones de años (hoy tiene unos 13.700 millones de años).

La otra es una propiedad de las estrellas llamada metalicidad: la cantidad de metales que tiene una estrella. (Advertencia importante: los astrónomos llaman metal a todo lo que es más pesado que el hidrógeno o el helio. Así que, en términos espaciales, los metales son cualquier elemento suficientemente pesado).

Los metales contenidos y quemados por una estrella son la forma en que clasificamos estos hornos celestes en sus respectivas poblaciones. Las Poblaciones I tienen las metalicidades más altas, y las Poblaciones III, las más bajas. Esto se debe a que la idea de las poblaciones como generaciones es algo más literal que una simple metáfora.

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Los elementos pesados, en general, son creados por las estrellas, ya sea mediante fusión en sus capas internas o en los momentos de intenso calor cuando se convierten en supernovas. Las estrellas Pop I que actualmente pueblan el universo se formaron a partir de los restos de la explosión de estrellas Pop II. Pero las estrellas Pop II tuvieron que proceder de estrellas más antiguas, ya que tienen más metales de los que habrían estado disponibles justo después del Big Bang, pero menos que las Pop I.

Por lo tanto, si las Pop II necesitaban más metales de los que el Big Bang podía proporcionarles, debieron utilizar los restos de las estrellas Pop III. Se cree que las estrellas Pop III están formadas casi exclusivamente por hidrógeno y helio, es decir, tienen una metalicidad muy baja. Habrían sido realmente masivas y probablemente no habrían vivido mucho (al menos en la escala de tiempo de las estrellas) antes de explotar en las supernovas que, según los investigadores, sembraron de metales todo el resto del universo.

Éstas son las señales que buscaban los científicos: muy, muy antiguas y de muy baja metalicidad. Y en GN-z11 creen haber encontrado la firma que tanto tiempo llevaban buscando.

Los investigadores observaron el halo de gas alrededor de las afueras de la galaxia, donde creen que pueden haberse formado las estrellas Pop III. En esa región, encontraron una línea espectral HeIIλ1640 muy intensa, que aparece en un espectro cuando el helio está extremadamente caliente. Y el caso es que no hay metal a su alrededor. No como normalmente habría si hubiera una estrella de alta metalicidad ardiendo cerca. Algo hizo que el helio se calentara increíblemente sin la presencia de metales, y el equipo cree que se trataba, por fin, de una estrella Pop III.

Esta detección es increíblemente emocionante, pero es importante moderar esa emoción adecuadamente en este momento. Por un lado, hay propuestas alternativas a lo que podría haber causado esta línea HeIIλ1640. Una de ellas es la posible presencia de un núcleo galáctico activo en el centro de la galaxia GN-z11 (aunque el equipo que trabaja en el estudio afirma que las pruebas no se ajustan realmente a ese modelo).

Además, es necesario realizar un seguimiento de la detección para confirmarla, algo que requerirá tiempo del JWST en el futuro. Se trata de un bien escaso y difícil de conseguir, pero el equipo tiene previsto realizar un seguimiento de sus observaciones lo antes posible. Y todo esto está aún pendiente de revisión por pares.

Pero aquí hay potencial, el potencial de que los investigadores hayan logrado uno de los mayores objetivos en todo el campo de la astrofísica. Si finalmente se confirma que se trata de la primera detección real de una estrella de Población III, se abrirá todo un nuevo universo de exploración y descubrimientos científicos.

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