MADRID, 4 Nov. (EUROPA PRESS) -
Astrónomos han descubierto una nube de gas que contiene información sobre una fase temprana de la formación de galaxias y estrellas, solo 850 millones de años después del Big Bang.
La nube se encontró por casualidad durante las observaciones de un quásar distante, y tiene las propiedades que los astrónomos esperan de los precursores de las galaxias enanas modernas. Cuando se trata de abundancias relativas, la química de la nube es sorprendentemente moderna, lo que demuestra que las primeras estrellas en el universo deben haberse formado muy rápidamente después del Big Bang. Los resultados han sido publicados en Astrophysical Journal.
Cuando los astrónomos miran objetos distantes, necesariamente miran hacia atrás en el tiempo. La nube de gas descubierta por el equipo liderad por Eduardo Bañados, del Instituto Max Planck de Astronomía, es tan distante que su luz ha tardado casi 13.00 millones de años en llegar a nosotros; dicho de otra forma, la luz que nos alcanza ahora nos dice cómo se veía la nube de gas hace casi 13.000 millones de años, no más de 850 millones de años después del Big Bang.
Para los astrónomos, esta es una época extremadamente interesante. En los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, se formaron las primeras estrellas y galaxias, pero los detalles de esa compleja evolución aún se desconocen en gran medida.
Del espectro de la nube de gas, los investigadores pudieron determinar de inmediato la distancia de la nube y que estaban mirando hacia atrás en los primeros mil millones de años de historia cósmica. También encontraron rastros de varios elementos químicos que incluyen carbono, oxígeno, hierro y magnesio. Sin embargo, la cantidad de estos elementos era pequeña, aproximadamente 1/800 veces la abundancia en la atmósfera de nuestro sol. Los astrónomos llaman sumariamente a todos los elementos más pesados que el helio "metales"; Esta medida hace que la nube de gas sea uno de los sistemas más pobres en metales (y distantes) conocidos en el universo.
Michael Rauch de la Carnegie Institution of Science, quien es coautor del nuevo estudio, dice: "Después de estar convencidos de que estábamos analizando ese gas prístino solo 850 millones de años después del Big Bang, comenzamos a preguntarnos si este sistema podría retener firmas químicas producidas por la primera generación de estrellas ".
Encontrar estas estrellas de la primera generación, llamadas "población III", es uno de los objetivos más importantes en la reconstrucción de la historia del universo. En el universo posterior, los elementos químicos más pesados que el hidrógeno juegan un papel importante al permitir que las nubes de gas colapsen para formar estrellas. Pero esos elementos químicos, especialmente el carbono, se producen en las estrellas y se arrojan al espacio en explosiones de supernovas. Para las primeras estrellas, esos facilitadores químicos simplemente no habrían estado allí, ya que directamente después de la fase del Big Bang, solo había átomos de hidrógeno y helio. Eso es lo que hace que las primeras estrellas sean fundamentalmente diferentes de todas las estrellas posteriores.
El análisis mostró que la composición química de la nube no era químicamente primitiva, sino que las abundancias relativas eran sorprendentemente similares a las abundancias químicas observadas en las nubes de gas intergalácticas actuales. Las proporciones de las abundancias de elementos más pesados estaban muy cerca de las proporciones en el universo moderno. El hecho de que esta nube de gas en el universo primitivo ya contenga metales con abundancias químicas relativas modernas plantea desafíos clave para la formación de la primera generación de estrellas.
Este estudio implica que la formación de las primeras estrellas en este sistema debe haber comenzado mucho antes: los rendimientos químicos esperados de las primeras estrellas ya habían sido borrados por las explosiones de al menos una generación más de estrellas. Una restricción de tiempo particular proviene de supernovas de tipo Ia, explosiones cósmicas que serían necesarias para producir metales con las abundancias relativas observadas. Tales supernovas generalmente necesitan alrededor de mil millones de años para suceder, lo que pone una seria restricción en cualquier escenario de cómo se formaron las primeras estrellas.
Ahora que los astrónomos han encontrado esta nube muy temprana, están buscando sistemáticamente ejemplos adicionales. Eduardo Bañados dice: "Es emocionante que podamos medir la metalicidad y la abundancia química tan temprano en la historia del universo, pero si queremos identificar las firmas de las primeras estrellas necesitamos sondear incluso antes en la historia cósmica. Soy optimista que encontraremos nubes de gas aún más distantes, lo que podría ayudarnos a comprender cómo nacieron las primeras estrellas ".