A lo largo de miles de millones de años, el Universo ha ido evolucionando de manera constante. Gracias a la expansión del Universo, somos capaces de “ver” atrás en el tiempo para observar esa evolución, casi desde el principio.
Pero de vez en cuando vemos algo que no encaja en nuestra comprensión actual de cómo debería funcionar el Universo.
Ese es el caso de una galaxia descrita en un nuevo artículo del estudiante de doctorado Sijia Cai del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tsinghua y sus colegas.
Encontraron una galaxia formada hace unos 11 mil millones de años que parece estar “libre de metales”, lo que indica que podría contener un conjunto de esquivas estrellas de primera generación (Pop III).
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Antes de entrar en el descubrimiento en sí, es necesario algo de contexto. Las estrellas de Población III (Pop III) se consideran la primera generación de estrellas que se formaron temprano en la historia del Universo. Es importante destacar que esencialmente no tienen “metal”, lo que, en términos cosmológicos, significa cualquier elemento distinto del helio y el hidrógeno.
Dado que esos elementos más pesados sólo pueden formarse en las propias estrellas (o en las supernovas que crean), por definición, la primera generación de estrellas no puede contenerlos.
Los cosmólogos llevan décadas buscando ejemplos de estrellas Pop III, pero hasta ahora no han podido encontrar ninguno.
Por lo general, buscan un momento en la historia del Universo conocido como la Época de Reionización, que tuvo lugar hasta mil millones de años después del Big Bang, cuando el Universo era muy joven y creemos que las primeras estrellas estaban comenzando a formarse.
Así que imaginemos la sorpresa del autor cuando encontraron una galaxia que apareció unos 2 mil millones de años después de la Época de la Reionización. En ese momento, muchas estrellas deberían haber vivido y muerto, y sus restos “infectarían” cualquier nube de gas y polvo cercana, u otras estrellas mismas, con el metal que crearon. Esa era al menos la teoría.
Pero, utilizando datos recopilados por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), el Very Large Telescope (VLT) y el Telescopio Subaru, los autores identificaron una galaxia a la que llamaron MPG-CR3 (o CR3 para abreviar).
La firma espectral de esta galaxia era única entre todas las demás galaxias de esa época. Tenía líneas de hidrógeno y helio muy limpias y, en particular, una falta casi total de “metales” como el oxígeno en su firma espectral. De hecho, el límite superior de la metalicidad de las estrellas de la galaxia las sitúa en el 0,7% de la metalicidad de nuestro Sol.
Aún más interesante es que la propia galaxia sólo parece tener unos 2 millones de años, lo que la hace relativamente joven según los estándares galácticos.
Podemos verlo a una edad tan temprana, a pesar de que se formó hace miles de millones de años, debido a la expansión del espacio-tiempo.
CR3 también parece estar relativamente “libre de polvo” y tener estrellas relativamente pequeñas, especialmente para una galaxia tan antigua. La mayoría de las galaxias durante el Mediodía Cósmico tienen estrellas supermasivas en comparación con la nuestra.
Hay una característica importante que falta en los datos de CR3 y que normalmente se considera una parte clave de la detección de cualquier estrella Pop III: la línea de emisión de Helio II (He II).
Si bien esta línea crítica no es visible en los datos espectrales del VLT que de otro modo podrían detectarla, los autores ofrecen dos explicaciones de por qué. Primero, ya hay una fuerte línea de emisión de “OH” proveniente de otra fuente en esa parte de los datos, que anula la señal de He II.
Alternativamente, la propia señal de He II podría haberse extinguido, ya que su amplitud cae significativamente sólo unos pocos millones de años después de la formación estelar.
Entonces, la pregunta sigue siendo: si se esperaba que la primera generación de estrellas se formara miles de millones de años antes, ¿cómo pudo esta galaxia en particular evadir la “contaminación” de los metales de esas estrellas formadas miles de millones de años antes y terminar con estrellas “prístinas” tan tarde en la evolución del Universo?
Los autores creen que tiene que ver con el espaciamiento. Básicamente, CR3 está sentado en un bolsillo vacío en el espacio.
En términos técnicos, esto se llama una “región poco densa”, y la lógica es que, cuando la nube de gas que antes estaba formada por CR3 colapsó y comenzó a formar estrellas, ningún metal de las áreas circundantes con estrellas activas había llegado todavía a ella.
CR3 estaba sola, lejos de sus vecinas, y su aislamiento le ayudó a formar su propia primera generación de estrellas, separada de lo que estaba sucediendo en el resto del Universo.
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Aún se necesitan más datos para confirmar que se trata de la primera galaxia Pop III jamás descubierta. Pero si se confirma, sería una gran ayuda para los científicos, ya que tener una galaxia llena de estas interesantes estrellas mucho más cerca de lo que se esperaba originalmente las haría mucho más fáciles de estudiar.
Si más investigaciones pueden confirmar la línea He II, o proporcionar una explicación infalible de por qué no es perceptible, los cosmólogos pasarán mucho tiempo observando esta galaxia joven, pero también muy vieja.
Este artículo fue publicado originalmente por Universe Today. Lea el artículo original.