Imagen del telescopio espacial James Webb del cúmulo de galaxias que contiene la supernova SN Eos
Los astrónomos han captado una estrella masiva que explota momentos después de que el universo emergiera de la era oscura cósmica, arrojando luz sobre cómo nacieron y cómo mueren las primeras estrellas.
Cuando las estrellas se quedan sin combustible y explotan, producen una explosión de luz poderosa llamada supernova. Las supernovas pueden parecer extremadamente brillantes en nuestro universo local, pero la luz de una estrella que explota en el universo primitivo puede tardar miles de millones de años en llegar a la Tierra, momento en el que se ha atenuado y se ha vuelto demasiado débil para verla.
Debido a esto, los astrónomos normalmente sólo pueden ver supernovas muy distantes en casos especiales, como las supernovas de tipo Ic, que son núcleos estelares que han perdido su gas exterior y producen una explosión excepcionalmente brillante de rayos gamma. Pero las supernovas de tipo II más típicas, que son las explosiones estelares más comunes que vemos en nuestra galaxia y ocurren cuando una estrella masiva se queda sin combustible, normalmente son demasiado débiles para verlas.
Ahora, David Coulter de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, y sus colegas han detectado una supernova de tipo II llamada SN Eos de cuando el universo tenía apenas mil millones de años, utilizando el Telescopio Espacial James Webb.
Afortunadamente, la explosión estelar se colocó detrás de un enorme cúmulo de galaxias, cuya poderosa gravedad magnificó su luz y la hizo decenas de veces más brillante de lo que normalmente parecería, y por lo tanto más fácil de estudiar en detalle.
Los investigadores analizaron el espectro de luz procedente de SN Eos, convirtiéndola en la supernova más antigua confirmada mediante espectroscopia. Los resultados muestran claramente que se trata de una supernova de tipo II, lo que significa que debe provenir de una estrella masiva.
También muestra que la estrella que lo produjo tenía cantidades muy bajas de elementos distintos del hidrógeno o el helio: menos del 10 por ciento de las cantidades en nuestro sol. Así es como los astrónomos creen que se veía el universo primitivo, porque no había habido mucho tiempo para que se formaran y murieran múltiples generaciones de estrellas y produjeran elementos más pesados.
“Eso nos dice inmediatamente qué tipo de población estelar [the star] explotó”, dice Or Graur de la Universidad de Portsmouth, Reino Unido. “Las estrellas de gran masa explotan muy, muy rápidamente después de nacer. En términos cosmológicos, aproximadamente un millón de años, eso no es nada. Entonces te informan sobre la formación estelar en curso en esa galaxia”.
Cuando vemos luz a estas distancias, normalmente proviene de galaxias pequeñas, de donde se pueden inferir propiedades promedio de qué estrellas podrían haber en esas galaxias. Pero estudiar estrellas individuales a estas distancias normalmente no es posible, dice Matt Nicholl de la Queen’s University de Belfast, Reino Unido.
“Podemos ver esta estrella individual, con hermosos datos, a una [distance] “Nunca hemos visto una supernova aislada y los datos son lo suficientemente buenos como para ver que las estrellas son diferentes de la mayoría de las estrellas del universo local”, afirma.
Esto habría ocurrido apenas unos cientos de millones de años después de un período en la historia del universo conocido como la época de la reionización, dice Graur. Fue entonces cuando la luz de las primeras estrellas empezó a arrancar electrones del gas hidrógeno neutro, que bloquea la mayoría de las formas de radiación, y lo convirtió en hidrógeno ionizado, que es transparente. Antes de esto, el universo era opaco, por lo que SN Eos es efectivamente una supernova tan distante como podríamos esperar ver.
“Esto está muy, muy cerca de ese período de reionización cuando el universo salió de su período corto y oscuro y los fotones podían fluir libremente nuevamente y podíamos ver cosas”, dice Graur.
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