¿Cómo explotaron las primeras estrellas del universo? Esto dice la ciencia


¿Cómo explotaron las primeras estrellas del universo? Esto dice la ciencia

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Las primeras estrellas del universo eran inmensas bolas de hidrógeno y helio de muy corta duración que se formaron algunos cientos de millones de años después del Big Bang. Desde hace mucho tiempo, los científicos pensaban que las vidas de estos astros habían terminado rápidamente en explosiones cataclísmicas, conocidas como supernovas, cuya forma es esférica.

Sin embargo, de acuerdo con un estudio publicado en la revista Astrophysical Journal, esas primeras estrellas pudieron haber explotado en una forma más violenta y asimétrica, expeliendo enormes chorros que transportaron los primeros elementos pesados, como el carbono, el hierro y el zinc, hacia las galaxias vecinas.

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Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) afirman que estos elementos proporcionaron la materia prima para la formación de una segunda generación de estrellas, algunas de las cuales sobreviven hasta nuestros días.

El equipo llegó a esta conclusión tras observar una de esas antiguas estrellas que aún sobreviven, conocida como HE 1327-2326, utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA durante dos semanas en 2016. Con la ayuda de un instrumento capaz de medir la presencia de distintos elementos dentro de una estrella, observaron que HE 1327-2326 contenía grandes cantidades de zinc, que pudo haberse originado por una explosión asimétrica de una de las primeras estrellas.

“Cuando una estrella explota, una porción de ella se queda atrapada en un hoyo negro, como si éste fuera una aspiradora doméstica”, dijo en una declaración Anna Frebel, del MIT, y una de las autoras del estudio. “Solo cuando se tiene algún tipo de mecanismo, como un chorro capaz de extraer materia, es posible observar dicha materia más tarde en una estrella de próxima generación. Y pensamos que eso es exactamente lo que pudo haber ocurrido en ese caso”.

De acuerdo con el equipo, esa es la primera prueba observacional de la ocurrencia de una supernova asimétrica de ese tipo en las primeras etapas del universo.

“Esto cambia nuestra comprensión de la forma en que explotaron las primeras estrellas”, dijo en una declaración Rana Ezzeddine, la autora principal del estudio.

En 2005, cuando se descubrió HE 1327-2326, los científicos observaron algo intrigante: la estrella tenía concentraciones extremadamente bajas de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Esto indicaba que formaba parte de una segunda generación de estrellas, dado que, cuando se formó, la mayoría de los elementos pesados aún no habían aparecido.

“Las primeras estrellas tenían una masa tan grande que tuvieron que explotar casi de inmediato”, declaró Frebel. “Las estrellas más pequeñas que se formaron como parte de la segunda generación aún están presentes en la actualidad, y mantienen los primeros materiales dejados por esas primeras estrellas. Nuestra estrella tiene apenas una pizca de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, así que sabemos que debió haber formado parte de la segunda generación de estrellas”.

En un intento de explicar la inusual composición de HE 1327-2326, el equipo realizó miles de simulaciones informáticas de explosiones de supernovas. Estas pruebas revelaron que la única situación que podría explicar esta composición era que una supernova asimétrica de una estrella temprana expeliera chorros de material.

Una supernova de este tipo habría sido inimaginablemente explosiva, estallando con una potencia de un quintillón de veces más que una bomba de hidrógeno, señalan los investigadores. (Un quintillón es un 1 seguido de 30 ceros).

“Descubrimos que esta supernova tenía mucha más energía de lo que se había pensado, alrededor de cinco a 10 veces más”, señaló Ezzeddine. “De hecho, es posible que la idea anterior de la existencia de una supernova menos brillante para explicar a las estrellas de segunda generación pronto tenga que ser desechada”.

De hecho, el equipo piensa que estas supernovas eran tan poderosas que enviaron elementos pesados a “galaxias vírgenes” vecinas, que no contenían ninguna estrella totalmente formada.

“Una vez que se tienen algunos elementos pesados en un gas hidrógeno y helio, es mucho más fácil formar estrellas, especialmente si son pequeñas”, señaló Frebek. “La hipótesis de trabajo es que quizás, las estrellas de segunda generación de este tipo se formaron en estos sistemas vírgenes contaminados, y no en el mismo sistema en el que ocurrió la explosión supernova, que es lo que siempre hemos supuesto sin pensar en otra forma, por lo que esto abre un nuevo canal en relación con la formación de las primeras estrellas”.

Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek

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