Los científicos han descubierto evidencia de una estrella masiva del universo primitivo que no encaja con nuestra comprensión actual del cosmos.
El antiguo bicho estelar, que los investigadores han apodado “Estrella Barbenheimer”, probablemente tenía una mezcla de elementos en su núcleo que nunca antes se había visto; luego, sufrió una muerte aparentemente imposible mientras engendraba una estrella igualmente desconcertante en su lugar, una muestra un nuevo estudio. (El nombre Barbenheimer es una referencia a las películas contrastantes “Barbie” y “oppenheimer“lanzado el mismo día del año pasado.)
Los investigadores descubrieron rastros de la estrella Barbenheimer tras observarla más de cerca J0931+0038un lejano estrella gigante roja. J0931 fue descubierto por primera vez en 1999 por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS), una de las bases de datos astronómicas más grandes y detalladas del cielo nocturno, pero no había sido analizado adecuadamente hasta ahora.
En un nuevo estudio subido al servidor de preimpresión arXiv El 4 de enero, los investigadores dirigieron los telescopios SDSS en Nuevo México hacia J0931 y capturaron un espectro detallado de la luz de la estrella, que luego fue verificado mediante observaciones de seguimiento desde el Telescopio Gigante de Magallanes en Chile. Estos espectros revelaron que J0931 aparentemente tenía una metalicidad o composición química extremadamente extraña, con una concentración inusualmente alta de elementos pesados. (Estos resultados aún no han sido revisados por pares).
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Utilizando los datos recién adquiridos, el equipo de investigación reconstruyó cómo se formó J0931 mediante un proceso conocido como arqueología estelar. Esto reveló que la estrella nació del supernova remanente de una estrella aún más grande, entre 50 y 80 veces más masiva que el sol — que se remonta a hace 13 mil millones de años, sólo unos 700 millones de años después el Big Bang.
La metalicidad de la estrella madre (Barbenheimer) era probablemente tan extraña como la de J0931 antes de que explotara, lo que habría sido completamente diferente de otras estrellas conocidas en el universo primitivo.
“Nunca habíamos visto algo así”, afirma el autor principal del estudio Alex Jidijo un astrofísico de la Universidad de Chicago, en un declaración. “Lo que sea que pasó entonces, debe haber sido asombroso”.
La metalicidad de J0931 era extraña por tres razones. En primer lugar, la estrella tenía niveles inusualmente bajos de elementos más ligeros como magnesio, sodio y aluminio, que normalmente son más abundantes en las estrellas. En segundo lugar, tenía una cantidad inusualmente alta de elementos de peso medio como hierro, níquel y zinc. Y, finalmente, tenía una “sobreabundancia” de elementos más pesados como estroncio y paladio, según los investigadores.
“A veces vemos una de estas características a la vez, pero nunca antes las habíamos visto todas en la misma estrella”, afirma el coautor del estudio. Jennifer Johnsondijo en el comunicado un astrónomo de la Universidad Estatal de Ohio.
La mayoría de las estrellas tienen la metalicidad inversa de J0931: tienen niveles más altos de elementos más ligeros y niveles más bajos de elementos de peso medio y más pesados. Esto se debe a que las estrellas están compuestas predominantemente de hidrógeno y helio, que se fusionan en los núcleos de las estrellas para crear elementos más pesados. Estos nuevos elementos, mucho menos abundantes, eventualmente fusionarse en elementos cada vez más pesados.
Por lo tanto, es difícil explicar por qué J0931 tiene tanta abundancia de elementos pesados porque no parece tener una concentración suficientemente alta de elementos más ligeros para haberlos creado.
“Sorprendentemente, ningún modelo existente de formación de elementos puede explicar lo que vemos”, dijo el coautor del estudio. Sanjana Curtis, astrónomo de la Universidad de California, Berkeley. “Casi parece contradictorio”, dijo.
La inusual metalicidad de J0931 se habría heredado en parte de los ingredientes que escupió la estrella Barbenheimer cuando explotó. Esto significa que la estrella madre probablemente habría tenido una metalicidad invertida similar. Esto es aún más extraño, porque a principios universolas estrellas no deberían haber existido durante el tiempo suficiente para haber creado concentraciones tan altas de elementos pesados, dijo el equipo.
Pero lo que es aún más extraño es que la estrella Barbenheimer nunca debería haberse convertido en supernova, escribieron los investigadores. En teoría, una estrella con la masa predicha por Barbenheimer debería haberse colapsado en una agujero negro en lugar de explotar hacia afuera. Por el momento, el equipo de estudio no puede explicar por qué no se produjo este colapso.
La única manera que tienen los científicos de aprender más sobre la estrella Barbenhaimer y su extraña composición es buscar otros bichos estelares similares del universo primitivo para descubrir más piezas de este rompecabezas cósmico.
“El universo dirigió esta película, nosotros somos sólo el equipo de cámara”, coautor del estudio Keith Hawkins, dijo en el comunicado un astrónomo de la Universidad de Texas en Austin. “Aún no sabemos cómo terminará la historia”.