Una impresión artística de la formación estelar en el universo primitivo.
Adolf Schaller para STScI/NASA
Los astrónomos han tenido la visión más convincente hasta el momento de algunas de las primeras estrellas del universo. Estas no se parecen a ninguna otra estrella que hayamos visto y podrían ayudarnos a comprender propiedades cruciales del universo primitivo, como la masa de las primeras estrellas y cómo dieron forma a las que se formaron más tarde.
Se cree que las primeras estrellas que se formaron en nuestro universo estaban formadas casi en su totalidad por hidrógeno y helio, sin elementos más pesados. También eran enormes y ardientemente calientes, cientos de veces más masivos y decenas de miles de grados más calientes que el sol.
Pero debido a que la mayoría de estas estrellas llamadas de Población III vivieron sólo un período de tiempo relativamente corto antes de explotar, los astrónomos aún tienen que encontrar de manera concluyente una galaxia llena de ellas porque existieron en una etapa muy temprana de la historia del universo.
Ahora, Roberto Maiolino de la Universidad de Cambridge y sus colegas han descubierto que la galaxia Hebe, un grupo de estrellas que existió apenas 400 millones de años después del Big Bang, tiene todas las características de una galaxia llena de Población III.
Además de no contener elementos observables más pesados que el hidrógeno o el helio, la luz proveniente de la galaxia se concentra alrededor de una frecuencia reveladora asociada con el helio al que se le han despojado de sus electrones, algo que sólo las estrellas extremadamente calientes, como las de Población III, son capaces de hacer. “Parece que las estrellas de Población III son, hasta donde podemos ver, la explicación más plausible”, dice Maiolino. “Todas las demás explicaciones son muy insatisfactorias”.
Hebe fue descubierta originalmente por Maiolino y su equipo en 2024 usando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), donde sus espectros parecían mostrar una línea de helio ionizado que sugería estrellas de Población III, pero no estaba claro si esta línea era real o provenía de otra galaxia, así como si podría haber metales más pesados en las estrellas.
Pero, después de más observaciones con JWST, los investigadores ahora han encontrado una segunda línea, asociada con hidrógeno ionizado y proveniente de la misma fuente, lo que indica que la línea de helio era, de hecho, real.
“Pasé mucho tiempo examinando los datos, asegurándome de que se trata de una detección de línea segura”, dice Hannah Übler, miembro del equipo de la Universidad Ludwig Maximilians de Munich en Alemania. “Una vez que esto quedó claro, ¿dónde vemos esto? [ionised hydrogen] pico y, por lo demás, sin detecciones de línea, eso fue realmente sorprendente. Fue un gran momento para saber y tener pruebas de que lo que afirmamos unos años antes era cierto: que aquí tenemos helio e hidrógeno, lo que sugiere el escenario de Población III”.
Los resultados son convincentes y la presencia de la línea de helio ionizado sugiere que estamos viendo objetos extremadamente calientes, que es lo que esperamos para una estrella de Población III, dice Daniel Whalen de la Universidad de Portsmouth, Reino Unido, pero no es concluyente porque todavía no tenemos el nivel de precisión necesario para descartar que no haya elementos más pesados, lo que las convertiría en estrellas de Población II más maduras.
Una galaxia llena de tantas estrellas de Población III como predicen Maiolino y su equipo también es difícil de explicar con simulaciones que los astrónomos han hecho del universo temprano, que encuentran que las primeras estrellas a menudo se formaron en cúmulos relativamente aislados y dispersos.
“No se trata sólo de la carrera para poner una bandera en la Población III, decir que la encontramos y eso es todo. En realidad, ya estamos aprendiendo mucho”, dice Maiolino. Si se confirma que las estrellas de Hebe son estrellas de Población III, podrían proporcionarnos información crucial sobre el universo primitivo, afirma.
Maiolino y su equipo ya utilizaron las primeras observaciones de Hebe para simular cuán masivas pudieron haber sido las primeras estrellas, y descubrieron que la mayoría de ellas son entre 10 y 100 veces más masivas que el Sol, y muchas menos más pequeñas que eso.
Temas: