Según la teoría cosmológica más ampliamente aceptada, las primeras estrellas en nuestro Universo se formaron aproximadamente entre 150 y mil millones de años después del Big Bang. Con el tiempo, estas estrellas comenzaron a unirse para formar cúmulos globulares, que lentamente se unieron para formar las primeras galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea. Durante algún tiempo, los astrónomos han sostenido que este proceso comenzó en nuestra galaxia hace unos 13.51 mil millones de años.
De acuerdo con esta teoría, los astrónomos creían que las estrellas más antiguas del Universo eran masivas de corta duración que desde entonces han muerto. Sin embargo, un equipo de astrónomos de la Universidad Johns Hopking descubrió recientemente una estrella de baja masa en el "disco delgado" de la Vía Láctea que tiene aproximadamente 13.500 millones de años. Este descubrimiento indica que algunas de las primeras estrellas del Universo podrían estar vivas y disponibles para su estudio.
Esta estrella fue descubierta como compañera de 2MASS J18082002–5104378, un subgigante que está aproximadamente a 1.950 años luz de la Tierra (en la constelación Ara) y tiene un bajo contenido de metal (metalicidad). Cuando se observó por primera vez en 2016, el equipo de descubrimiento observó un comportamiento inusual que atribuyeron a la existencia de un compañero invisible, posiblemente una estrella de neutrones o un agujero negro.
Por el bien de su estudio, que fue publicado recientemente en El diario astrofísico, el equipo de John Hopkins observó este sistema estelar entre 2016 y 2017 utilizando los telescopios de Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile. Después de observar los espectros del sistema, pudieron discernir la presencia de una estrella secundaria extremadamente débil, que desde entonces ha sido designada 2MASS J18082002–5104378 B.
En combinación con las mediciones de velocidad radial de su primario, que produjeron estimaciones de masa, el equipo determinó que la estrella es una estrella de baja masa y muy baja metalicidad. En base a su bajo contenido en metales, también determinaron que tiene 13.500 millones de años, lo que la convierte en la estrella ultra pobre en metales más antigua descubierta hasta la fecha. Esto significa que, en términos cósmicos, la estrella es una sola generación eliminada del Big Bang.
Como Kevin Schlaufman, profesor asistente de física y astronomía y autor principal del estudio, indicó en un comunicado de prensa de JHU Hub, este fue un hallazgo extremadamente inesperado. "Esta estrella es quizás uno de cada 10 millones", dijo. "Nos dice algo muy importante sobre las primeras generaciones de estrellas".
Si bien los astrónomos han encontrado 30 antiguas estrellas ultra pobres en metales en el pasado, cada una de ellas tenía la masa aproximada del Sol. La estrella que Schlaufman y su equipo encontraron, sin embargo, tenía solo un 14% de la masa del Sol (lo que la convierte en una enana roja tipo M). Además, se descubrió que todas las estrellas de metalicidad ultrabaja descubiertas previamente en nuestra galaxia tenían órbitas que generalmente las llevaban lejos del plano galáctico.
Sin embargo, este sistema estelar recién descubierto orbita nuestra galaxia en una órbita circular (como nuestro Sol), que se mantiene relativamente cerca del plano. Este descubrimiento desafía una serie de convenciones astronómicas, y también abre algunas posibilidades muy interesantes para los astrónomos.
Por ejemplo, los astrónomos han teorizado durante mucho tiempo que las primeras estrellas que se formaron después del Big Bang (conocidas como estrellas de la Población III) se habrían compuesto completamente de los elementos más básicos, es decir, hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio. Estas estrellas produjeron elementos más pesados en sus núcleos que fueron liberados al Universo cuando llegaron al final de su vida útil y explotaron como supernovas.
La próxima generación de estrellas que se formó se componía principalmente de los mismos elementos básicos, pero también incluía nubes de estos elementos más pesados de la generación anterior de estrellas en su composición. Estas estrellas crearon elementos más pesados que luego liberaron al final de su vida útil, aumentando gradualmente la metalicidad de las estrellas en el Universo con cada generación posterior.
En resumen, los astrónomos creían hasta finales de la década de 1990 que todas las primeras estrellas (que habrían sido masivas y de corta duración) se extinguieron hace mucho tiempo. En las últimas décadas, se han llevado a cabo simulaciones astronómicas que han indicado que aún podrían existir estrellas de baja masa de la primera generación. A diferencia de las estrellas gigantes, las enanas de baja masa (como las enanas rojas) pueden vivir hasta trillones de años.
El descubrimiento de esta nueva estrella ultra pobre en metales no solo confirma esta posibilidad, sino que indica que podría haber muchas más estrellas en nuestra galaxia que tienen masas muy bajas y una metalicidad muy baja, que podrían ser algunas de las primeras estrellas del Universo. . Como Schlaufman indicó:
“Si nuestra inferencia es correcta, entonces pueden existir estrellas de baja masa que tengan una composición exclusiva del resultado del Big Bang. Aunque todavía no hemos encontrado un objeto como ese en nuestra galaxia, puede existir ".
De ser cierto, esto podría permitir a los astrónomos estudiar cómo eran las condiciones poco después del Big Bang y antes del final de la "Edad Media". Este período, que duró hasta aproximadamente mil millones de años después del Big Bang, es también cuando las primeras estrellas y galaxias comenzaron a formarse, pero aún es inaccesible para nuestros telescopios más potentes. Pero con las estrellas sobreviviendo de este período muy temprano de evolución cósmica, los astrónomos finalmente pueden tener una ventana a esta época misteriosa.
Asegúrese de disfrutar este video que ilustra la órbita de 2MASS J18082002–5104378 B alrededor de la Vía Láctea, cortesía de JHU:
