El telescopio espacial James Webb ha ayudado a los astrónomos a detectar los primeros signos químicos de estrellas supermasivas, «monstruos celestiales» que resplandecen con el brillo de millones de soles en el universo primitivo.
Hasta ahora, las estrellas más grandes observadas en cualquier lugar tienen una masa de alrededor de 300 veces la de nuestro Sol.
Pero la estrella supermasiva descrita en un nuevo estudio tiene una masa estimada de 5.000 a 10.000 soles.
El equipo de investigadores europeos detrás del estudio teorizó previamente sobre la existencia de estrellas supermasivas en 2018 en un intento de explicar uno de los grandes misterios de la astronomía.
Durante décadas, los astrónomos se han sentido desconcertados por la enorme diversidad en la composición de diferentes estrellas empaquetadas en lo que se conoce como cúmulos globulares.
Los cúmulos, que en su mayoría son muy antiguos, pueden contener millones de estrellas en un espacio relativamente pequeño.
Los avances en astronomía han revelado un número cada vez mayor de cúmulos globulares, que se cree que son el eslabón perdido entre las primeras estrellas y las primeras galaxias del universo.
Nuestra galaxia, la Vía Láctea, que tiene más de 100 mil millones de estrellas, tiene alrededor de 180 cúmulos globulares.
Pero la pregunta permanece: ¿Por qué las estrellas en estos cúmulos tienen tal variedad de elementos químicos, a pesar de que presumiblemente todos nacieron al mismo tiempo, de la misma nube de gas?
Alborotadora ‘estrella semilla’
Muchas de las estrellas tienen elementos cuya producción requeriría cantidades colosales de calor, como el aluminio, que necesitaría una temperatura de hasta 70 millones de grados centígrados.
Eso está muy por encima de la temperatura que se cree que alcanzan las estrellas en su núcleo, alrededor de la marca de 15-20 millones de grados centígrados, que es similar a la del Sol.
Así que a los investigadores se les ocurrió una posible solución: una estrella supermasiva arrasadora disparando «contaminación» química.
Ellos teorizan que estas enormes estrellas nacen de colisiones sucesivas en los cúmulos globulares muy compactos.
Corinne Charbonnel, astrofísica de la Universidad de Ginebra y autora principal del estudio, dijo a la AFP que «una especie de estrella semilla engulliría a más y más estrellas».
Eventualmente se convertiría en «como un enorme reactor nuclear, alimentándose continuamente de materia, que expulsará una gran cantidad», agregó.
Esta «contaminación» descartada a su vez alimentará a las estrellas jóvenes en formación, brindándoles una mayor variedad de productos químicos cuanto más cerca estén de la estrella supermasiva, agregó.
Pero el equipo aún necesitaba observaciones para respaldar su teoría.
‘Como encontrar un hueso’
Los encontraron en la galaxia GN-z11, que se encuentra a más de 13 mil millones de años luz de distancia; la luz que vemos en ella proviene de solo 440 millones de años después del Big Bang.
Fue descubierta por el Telescopio Espacial Hubble en 2015 y hasta hace poco ostentaba el récord de galaxia observada más antigua.
Esto lo convirtió en un objetivo temprano obvio para el sucesor del Hubble como el telescopio espacial más poderoso, el James Webb, que comenzó a publicar sus primeras observaciones el año pasado.
Webb ofreció dos nuevas pistas: la increíble densidad de estrellas en cúmulos globulares y, lo más importante, la presencia de mucho nitrógeno.
Se necesitan temperaturas verdaderamente extremas para producir nitrógeno, que los investigadores creen que solo podría ser producido por una estrella supermasiva.
«Gracias a los datos recopilados por el telescopio espacial James Webb, creemos que hemos encontrado una primera pista de la presencia de estas estrellas extraordinarias», dijo Charbonnel en un comunicado, que también llamó a las estrellas «monstruos celestiales».
Si la teoría del equipo era anteriormente «una especie de huella de nuestra estrella supermasivo, esto es un poco como encontrar un hueso», dijo Charbonnel.
“Estamos especulando sobre la cabeza de la bestia detrás de todo esto”, agregó.
Pero hay pocas esperanzas de observar directamente a esta bestia.
Los científicos estiman que la esperanza de vida de las estrellas supermasivas es de solo unos dos millones de años, un abrir y cerrar de ojos en la escala de tiempo cósmica.
Sin embargo, sospechan que los cúmulos globulares existieron hasta hace aproximadamente dos mil millones de años, y aún podrían revelar más rastros de las estrellas supermasivas que alguna vez albergaron.
El estudio fue publicado en la revista Astronomy and Astrophysics este mes.
Con información de Astronomy and Astrophysics
