Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, los investigadores han encontrado por primera vez las huellas dactilares dejadas por la explosión de las primeras estrellas del Universo. Detectaron tres nubes de gas distantes cuya composición química coincide con lo que esperamos de las primeras explosiones estelares. Estos hallazgos nos acercan un paso más a la comprensión de la naturaleza de las primeras estrellas que se formaron después del Big Bang.
«Por primera vez, pudimos identificar los rastros químicos de las explosiones de las primeras estrellas en nubes de gas muy distantes«, dice Andrea Saccardi, estudiante de doctorado en el Observatorio de París – PSL, quien dirigió este estudio durante su tesis de maestría en la Universidad de Florencia.
Los investigadores piensan que las primeras estrellas que se formaron en el Universo eran muy diferentes de las que vemos hoy. Cuando aparecieron hace 13.500 millones de años, contenían solo hidrógeno y helio, los elementos químicos más simples de la naturaleza. Estas estrellas, que se cree que son decenas o cientos de veces más masivas que nuestro Sol, murieron rápidamente en poderosas explosiones conocidas como supernovas, enriqueciendo el gas circundante con elementos más pesados por primera vez. Las generaciones posteriores de estrellas nacieron de ese gas enriquecido y, a su vez, expulsaron elementos más pesados a medida que también morían. Pero las primeras estrellas ya no están, entonces, ¿cómo pueden los investigadores aprender más sobre ellas? «Las estrellas primordiales pueden estudiarse indirectamente detectando los elementos químicos que dispersaron en su entorno después de su muerte«, dice Stefania Salvadori, profesora asociada de la Universidad de Florencia y coautora del estudio publicado en el Astrophysical Journal.
Utilizando datos tomados con el VLT de ESO en Chile, el equipo encontró tres nubes de gas muy distantes, vistas cuando el Universo tenía solo el 10-15% de su edad actual, y con una huella química que coincide con lo que esperamos de las explosiones de las primeras estrellas. Dependiendo de la masa de estas primeras estrellas y la energía de sus explosiones, estas primeras supernovas liberaron diferentes elementos químicos como carbono, oxígeno y magnesio, que están presentes en las capas externas de las estrellas. Pero algunas de estas explosiones no fueron lo suficientemente energéticas como para expulsar elementos más pesados como el hierro, que se encuentra solo en los núcleos de las estrellas. Para buscar el signo revelador de estas primeras estrellas que explotaron como supernovas de baja energía, el equipo buscó nubes de gas distantes pobres en hierro pero ricas en otros elementos. Y encontraron precisamente eso: tres nubes lejanas en el Universo temprano con muy poco hierro pero mucho carbono y otros elementos: la huella digital de las explosiones de las primeras estrellas.
Esta peculiar composición química también se ha observado en muchas estrellas viejas de nuestra propia galaxia, que los investigadores consideran estrellas de segunda generación que se formaron directamente a partir de las «cenizas» de las primeras. Este nuevo estudio ha encontrado tales cenizas en el Universo temprano, agregando así una pieza faltante a este rompecabezas. «Nuestro descubrimiento abre nuevas vías para estudiar indirectamente la naturaleza de las primeras estrellas, complementando completamente los estudios de estrellas en nuestra galaxia«, explica Salvadori.
Para detectar y estudiar estas nubes de gas distantes, el equipo utilizó balizas de luz conocidas como cuásares, fuentes muy brillantes alimentadas por agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias lejanas. A medida que la luz de un cuásar viaja a través del Universo, pasa a través de nubes de gas donde diferentes elementos químicos dejan una huella en la luz.
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