El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha descubierto la primera evidencia de que millones de estrellas supermasivas de hasta 10.000 veces la masa del sol pueden estar escondidas en los albores del universo.
Nacido apenas 440 millones de años después de la Big Bang, las estrellas podrían arrojar luz sobre cómo nuestro universo se sembró por primera vez con elementos pesados. Los investigadores, que llamaron a las estrellas gigantes «monstruos celestiales», publicaron sus hallazgos el 5 de mayo en la revista Astronomía y Astrofísica.
«Hoy, gracias a los datos recogidos por el Telescopio espacial James Webbcreemos que hemos encontrado una primera pista de la presencia de estas estrellas extraordinarias», dijo el autor principal del estudio. Corinne Charbonnelprofesor de astronomía en la Universidad de Ginebra en Suiza, dijo en un comunicado.
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Los investigadores encontraron rastros químicos de las estrellas gigantes dentro de los cúmulos globulares, grupos de decenas de miles a millones de estrellas muy juntas, muchas de las cuales se encuentran entre las más antiguas que se hayan formado en nuestro universo. Aproximadamente 180 cúmulos globulares salpican nuestro vía Láctea galaxia y, debido a que son tan antiguas, sirven a los astrónomos como ventanas a través del tiempo hacia los primeros años de nuestro universo.
Misteriosamente, algunas de las estrellas en estos cúmulos tienen proporciones de elementos muy diferentes (oxígeno, nitrógeno, sodio y aluminio) a pesar de formarse aproximadamente al mismo tiempo y de las mismas nubes de gas y polvo hace 13.400 millones de años.
Los astrónomos creen que esta variedad elemental podría explicarse por la existencia de estrellas supermasivas: gigantes cósmicos nacidos en las condiciones más densas del universo primitivo que quemaron su combustible a temperaturas mucho más altas, produciendo elementos más pesados que posteriormente «contaminaron» estrellas infantiles más pequeñas (que generalmente consisten en de elementos mucho más ligeros).
Pero encontrar estas estrellas ha resultado difícil. En cualquier lugar entre 5.000 y 10.000 veces el tamaño de nuestro sol, los gigantes ardientes ardían a temperaturas de 135 millones de grados Fahrenheit (75 millones de grados Celsius). A medida que las estrellas más grandes, más brillantes y más calientes se extinguen más rápido, estos monstruos cósmicos han encontrado su desaparición hace mucho tiempo en explosiones extremadamente violentas llamadas hipernovas.
«Los cúmulos globulares tienen entre 10 y 13 mil millones de años, mientras que la vida útil máxima de las superestrellas es de dos millones de años. Por lo tanto, desaparecieron muy temprano de los cúmulos que se pueden observar actualmente. Solo quedan rastros indirectos», coautor. Marcos Gielesprofesor de astrofísica en la Universidad de Barcelona, dijo en el comunicado.
Para detectar los residuos químicos dispersos de los antiguos monstruos, los investigadores enfocaron la cámara infrarroja del JWST en la galaxia GN-z11, que es una de las galaxias más distantes y antiguas jamás descubiertas, ubicada a 13.300 millones de años luz de la Tierra. Diferentes sustancias químicas absorben y emiten luz a diferentes frecuencias, por lo que al descomponer la luz proveniente de diferentes cúmulos globulares que se encuentran en GN-z11, los astrónomos descubrieron que sus estrellas no solo estaban muy juntas, sino que estaban rodeadas por altos niveles de nitrógeno.
«La fuerte presencia de nitrógeno solo puede explicarse por la combustión de hidrógeno a temperaturas extremadamente altas, que solo puede alcanzar el núcleo de las estrellas supermasivas», dijo Charbonnel.
Habiendo encontrado las primeras pistas para los monstruos celestiales, los investigadores buscarán más cúmulos globulares en más galaxias para ver si su descubrimiento se mantiene en otros lugares.
