Descubren a las estrellas más antiguas de la Vía Láctea

This artist’s impression shows a supernova and associated gamma-ray burst driven by a rapidly spinning neutron star with a very strong magnetic field — an exotic object known as a magnetar. Observations from ESO’s La Silla and Paranal Observatories in Chile have for the first time demonstrated a link between a very long-lasting burst of gamma rays and an unusually bright supernova explosion. The results show that the supernova following the burst GRB 111209A was not driven by radioactive decay, as expected, but was instead powered by the decaying super-strong magnetic fields around a magnetar.
Impresión artística del estallido de una hipernova. Una explosión diez veces más poderosa que una supernova. Crédito: ESO

Un grupo de astrónomos ha descubierto a las estrellas más antiguas de la Vía Láctea, cuya composición química y movimientos nos podrían decir cómo era el Universo justo después del Big Bang, así como aportar pistas sobre la forma en que murieron las primeras estrellas.

Estas estrellas, que han estado en el centro de la Vía Láctea por miles de millones de años, contienen bajas cantidades de metal; una de las estrellas contiene el nivel más bajo de metal que cualquier otra estrella descubierta en el centro de nuestra galaxia. Las estrellas también contienen las huellas químicas que indican que las primeras estrellas pudieron haber muerto en explosiones espectaculares conocidas como hipernovas, las cuales son diez veces más poderosas que una supernova promedio. Los hallazgos podrían ayudar a entender cómo ha cambiado el Universo durante los últimos 13.700 millones de años.

Durante varias décadas, los astrónomos han intentado determinar cómo era el Universo justo después del Big Bang. Conocer cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias es un objetivo crucial. Mientras algunos astrónomos observan hacia el exterior, a otras galaxias a miles de millones de años de distancia para resolver este misterio, otros observan al interior del centro de nuestra galaxia, para poder detectar a las estrellas más viejas y conocer su composición química.

Justo después del Big Bang, el Universo estaba compuesto totalmente de hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio. Otros elementos como el oxígeno que respiramos, fueron fabricados en el interior de las estrellas, o cuando murieron en forma de supernova. Esto ha llevado a los astrónomos a buscar estrellas con muy pocas cantidades de metal u otros elementos, pero con mucho hidrógeno.

Siempre se ha pensado que las primeras estrellas se formaron en el centro galáctico, donde los efectos de la gravedad son más fuertes. Pero después de décadas de búsqueda, los astrónomos encontraron que la mayoría de las estrellas en el centro de la Vía Láctea tiene un contenido de metal similar al de las estrellas más cercanas a nosotros. Aunque las estrellas en el centro son 7 mil millones de veces más viejas que el Sol, aún no son lo suficientemente viejas para ayudarnos a comprender las condiciones que había en el Universo temprano.

Los astrónomos han encontrado una estrategia para localizar a las estrellas más viejas en nuestra galaxia, usando telescopios en Australia y Chile. Las estrellas con bajas cantidades de metal son más azules que otras estrellas, una diferencia clave que puede ser utilizada durante una búsqueda entre las millones de estrellas en el centro galáctico.

Utilizando imágenes tomadas con el telescopio ANU SkyMapper en Australia, el equipo seleccionó 14.000 estrellas candidatas para ser observadas posteriormente con un espectrógrafo en un telescopio más grande. Un espectrógrafo fragmenta la luz de una estrella, muy similar a un prisma, permitiéndole a los astrónomos hacer mediciones detalladas.

Todas las candidatas tenían un nivel muy bajo de metal, lo que llevó a los astrónomos a utilizar un telescopio más grande en el Desierto de Atacama en Chile. Con estos datos, el equipo identificó nueve estrellas con un nivel de metal de solo una milésima de la cantidad de metal que hay en el Sol, incluyendo una estrella con una diezmilésima de todo el metal que hay en el Sol, el nivel más bajo jamás encontrado en una estrella en el centro de nuestra galaxia.

“Si pudieras comprimir todo el hierro que hay en el Sol en un objeto del tamaño de tu puño, la cantidad de metal de algunas de estas estrellas sería del tamaño de un guijarro diminuto,” dijo Andrew Casey, del Instituto de Astronomía de Cambridge.

Sin embargo, el hecho de que las estrellas contengan bajas cantidades de metal no es evidencia concluyente de que se formaron en el Universo temprano. Podrían existir estrellas que se formaron mucho tiempo después en otras zonas de la galaxia que no eran tan densas, y que justo ahora se están moviendo hacia el centro. Para separar esas posibilidades, los científicos midieron las distancias y emplearon cálculos precisos del movimiento de las estrellas en el cielo, para predecir cómo se estaban moviendo y en qué lugar se encontraban en el pasado.

Los astrónomos descubrieron que algunas de las estrellas solo estaban “de paso”, mientras que siete de las estrellas habían permanecido toda su vida en el centro de la Vía Láctea. Simulaciones sugieren que estrellas de este tipo se tuvieron que haber formado en el Universo temprano.

Cuando las primeras estrellas de la galaxia murieron, dejaron una firma química en la generación de estrellas reportadas en esta investigación. Estas huellas químicas sugieren que las primeras estrellas murieron de forma espectacular, en eventos conocidos como hipernovas, una explosión diez veces más poderosa que una supernova.

Fuente: http://www.cam.ac.uk/

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