Agencias/Ciudad de México.- Astrónomos creen haber descubierto el primer rastro químico que atestigua la presencia de estrellas masivas en proto-cúmulos globulares, nacidos solo 440 millones de años después del Big Bang.
Los cúmulos globulares, los más masivos y antiguos del universo en su género, son agrupaciones muy densas de estrellas distribuidas en una esfera, con un radio que varía de una docena a cien años luz. Pueden contener hasta 1 millón de estrellas y se encuentran en todo tipo de galaxias. El nuestro es el hogar de unos 180 de ellos. Uno de sus grandes misterios es la composición de sus estrellas: ¿por qué es tan variada? Por ejemplo, la proporción de oxígeno, nitrógeno, sodio y aluminio varía de una estrella a otra. Sin embargo, todos nacieron al mismo tiempo, dentro de la misma nube de gas. Los astrofísicos hablan de “anomalías de abundancia”.
“Hoy, gracias a los datos recopilados por el Telescopio Espacial James Webb, creemos haber encontrado una primera pista de la presencia de estas extraordinarias estrellas”, explica en un comunicado Corinne Charbonnel, profesora titular del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, y primera autora del estudio.
Un equipo de las universidades de Ginebra (UNIGE) y Barcelona, y el Institut d’Astrophysique de Paris (CNRS y Sorbonne University) ha realizado un nuevo avance en la explicación de este fenómeno. En 2018 había desarrollado un modelo teórico según el cual las estrellas supermasivas habrían “contaminado” la nube de gas original durante la formación de estos cúmulos, enriqueciendo sus estrellas con elementos químicos de manera heterogénea.
A team from @unige_en, @UniBarcelona and @astroIAP has found evidence of supermassive #stars that could explain the chemical anomalies seen in large #star clusters.https://t.co/F0dGU3vmg4 pic.twitter.com/sZYYDjOyL4
— UNIGE_en (@unige_en) May 11, 2023
Estos monstruos celestiales son de 5,000 a 10,000 veces más masivos y cinco veces más calientes en su centro (75 millones de °C) que el sol. Pero probar su existencia es complejo. “Los cúmulos globulares tienen entre 10,000 y 13,000 millones de años, mientras que la vida máxima de las superestrellas es de dos millones de años. Por lo tanto, desaparecieron muy pronto de los cúmulos que se pueden observar actualmente. Solo quedan rastros indirectos”, explica Mark Gieles, profesor ICREA en el Universidad de Barcelona y coautor del estudio.
Gracias a la visión infrarroja muy poderosa del telescopio James Webb, los coautores pudieron respaldar su hipótesis. El satélite captó la luz emitida por una de las galaxias más lejanas y jóvenes conocidas hasta la fecha en nuestro universo. Ubicado a unos 13,300 millones de años luz, GN-z11 tiene solo unas pocas decenas de millones de años. En astronomía, el análisis del espectro de luz de los objetos cósmicos es un elemento clave para determinar sus características. Aquí, la luz emitida por esta galaxia ha proporcionado dos valiosas piezas de información.
“Se ha establecido que contiene proporciones muy altas de nitrógeno y una densidad de estrellas muy alta”, dice Daniel Schaerer, profesor asociado del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautor del estudio.
Esto sugiere que se están formando varios cúmulos globulares en esta galaxia y que aún albergan una estrella supermasiva activa. “La fuerte presencia de nitrógeno solo puede explicarse por la combustión de hidrógeno a temperaturas extremadamente altas, que solo el núcleo de las estrellas supermasivas puede alcanzar, como muestran los modelos de Laura Ramírez-Galeano, estudiante de maestría en nuestro equipo”, explica Corinne Charbonnel.
Los investigadores creen que estos nuevos resultados, que se publican en la revista Astronomy & Astrophysics, fortalecen su modelo, el único actualmente capaz de explicar las anomalías de abundancia en los cúmulos globulares, afirman. El próximo paso para los científicos será probar la validez de este modelo en otros cúmulos globulares que se forman en galaxias distantes, utilizando los datos del James Webb.
Possible first evidence for #supermassivestars at the origin of #globularclusters @UNIGEnews @AandA_journal https://t.co/eWSPxEe3f2 https://t.co/QudI5LZ2Me
— Phys.org (@physorg_com) May 11, 2023
