Uno de los objetivos de la astrofísica moderna es el de encontrar vestigios de la primera generación de estrellas en el Universo, las clasificadas como Población III. Ese hito está cada vez más cerca de hacerse posible gracias al famoso Telescopio Espacial James Webb (JWST), que según un estudio publicado el pasado 6 de junio, habría logrado encontrar los primeros indicios de los cuerpos celestes más antiguos.
El origen de las primeras estrellas y galaxias se remontan al Big Bang, esa gran explosión que dió origen a los que se consideran los primeros elementos químicos y los más importantes para el universo, el hidrógeno y el helio.
Considerados metales por astrofísicos, estos son de vital importancia, por el hecho de que constituyen al menos el 99% de los átomos del Universo. A partir de ellos y de los procesos astrofísicos (fusión nuclear, explosiones de supernovas, colisiones de enanas blancas y estrellas de neutrones) que siguen ocurriendo hasta hoy en día, se da origen a los demás elementos pesados que ya conocemos.
Y es que estos metales son esenciales para la formación y clasificación de las estrellas, es según la “metalicidad” que los astrónomos pueden clasificar a las estrellas en:
- Población I: las estrellas más jóvenes del universo, contienen una alta densidad de metales y se forman a partir de la muerte de estrellas gigantes anteriores, contemplan el 2% de la galaxia, un ejemplo de ellas es el Sol.
- Población II: contienen una baja cantidad de metales y son consideradas estrellas viejas, muchas de ellas ya están convertidas en enanas blancas.
Es la tercera categoría, la Población III, consideradas las más antiguas del cosmos, casi no cuentan con elementos pesados y se estima que su tamaño era masivo. Todas ellas murieron incluso antes de la aparición del Sol. Pero, ¿cómo es posible observarlas si estas ya han desaparecido?
Telescopio Espacial James Webb y la mirada hacia atrás en el tiempo
La creación del Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha sido de gran ayuda para que astrónomos puedan observar el pasado, con ello estudiar los distintos fenómenos y elementos de hace millones de años atrás.
Esto es posible gracias a una simple regla de la física, la velocidad de la luz, la cual viaja a unos 300 mil kilómetros por segundo, y es que cada vez que vemos las estrellas, estamos mirando hacia atrás y en ese sentido, mientras más lejos estemos observando en el Universo, más al pasado estamos “viajando”.
El impresionante telescopio es capaz de captar la luz o mejor dicho las longitudes de onda, a través del uso de una amplia gama de luz infrarroja con el instrumento NIRcam (sensor de frente de onda del observatorio y un generador de imágenes), el cual permite dimensionar la antigüedad de los cuerpos celestes mediante la observación de sus longitudes de onda, y cuán largas y rojas sean estas.
Las líneas espectrales de GN-z11
A través del JWST, el equipo de investigación observó distintas líneas espectrales de la galaxia GN-z11, considerada una de las más lejanas observadas, encontrando líneas de Hell λ1640, un tipo de línea emitida por el helio cuando está a muy altas temperaturas.
Esto podría explicarse con la presencia de elementos pesados/metálicos, sin embargo, este sector no cuenta con indicios de estos.
El equipo de investigación pensó en la posibilidad de que ese sector del halo podría ser calentado por el núcleo de la galaxia activo (AGN) de GN-z11, pero la distancia y temperatura de esta región con el AGN no coinciden, por lo que se ve a la ionización in situ como una posibilidad.
Esto va de la mano con la ionización a través de las estrellas de población III, debido a que se calcula que estás tenían un tamaño y poder de ionización 500 veces más grandes que el Sol y como se menciona, no contenían elementos metálicos/pesados, lo cual las pondría, por lógica, como las responsables de este fenómeno.
A pesar de ello, estas conclusiones no son del todo suficientes para probar la presencia de estrellas de Población III y requiere una investigación más profunda al respecto. No obstante, es un gran paso para lograr observar a las estrellas más antiguas del universo.
