El telescopio espacial James Webb (JWST) abrió una nueva era en la astronomía. Este telescopio gigante, con un espejo primario de 6,5 metros, el más potente jamás construido, nos ha permitido observar el universo con una claridad y sensibilidad sin precedentes. Pero lo más increíble de todo es que este telescopio todavía está en sus primeras etapas de operación.
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Aún así, ya revolucionó nuestra comprensión del universo. Apoyado de misiones espaciales, los investigadores han logrado descifrar algunos de los misterios más enigmáticos del cosmos gracias al James Webb.
De hecho, ahora un nuevo hallazgo intriga a la comunidad científica: un grupo de astrónomos ha detectado lo que podría ser el primer indicio químico de la presencia de estrellas masivas en protocúmulos globulares, formados apenas 440 millones de años después del Big Bang.
Los cúmulos globulares son agrupaciones densas de estrellas que se distribuyen en forma esférica, con radios que varían entre una docena y 100 años luz. Estas estructuras, que albergan millones de estrellas, se encuentran en todo tipo de galaxias. Un estudio publicado en la revista Astronomy & Astrophysics revela que la composición química de las estrellas que nacen en un mismo cúmulo globulal presenta anomalías que no se observan en ningún otro tipo de población estelar.
Un equipo de las universidades de Ginebra y Barcelona, junto al Instituto de Astrofísica de París (CNRS y Universidad de la Sorbona), ha propuesto una teoría audaz: la presencia de estrellas masivas en los protocúmulos globulares.
Monstruos celestiales que habitaron el universo primitivo
Las observaciones realizadas con el Telescopio Espacial James Webb han sido cruciales para identificar estos protocúmulos globulares. Su potente visión infrarroja permitió captar la luz emitida por GN-z11, una de las galaxias más lejanas del universo, ubicada a 13.300 millones de años luz. El análisis del espectro de luz emitido por GN-z11 brindó información fundamental para la investigación.
La composición de las estrellas en los protocúmulos globulares ha desconcertado a los científicos. Se ha observado que la proporción de elementos como oxígeno, nitrógeno, sodio y aluminio varía de una estrella a otra, a pesar de haber nacido al mismo tiempo y en la misma nube de gas. Estas diferencias han sido denominadas “anomalías de abundancia”.
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En 2018, el equipo de investigación desarrolló un modelo teórico que sugiere que las estrellas masivas contaminaron la nube de gas original durante la formación de los cúmulos, provocando una distribución heterogénea de elementos químicos en las estrellas que se formaron posteriormente.
“Hoy, gracias a los datos recopilados por el Telescopio Espacial James Webb, creemos haber encontrado una primera pista de la presencia de estas extraordinarias estrellas”, comenta Corinne Charbonnel, profesora titular del Departamento de Astronomía de la UNIGE y primera autora del estudio.
Verdaderos “gigantes cósmicos” en un espacio, de por si, gigante
Estas estrellas, también llamadas “monstruos celestiales”, son de 5.000 a 10.000 veces más masivas que el Sol y su temperatura central alcanza los 75 millones de grados Celsius, cinco veces superior a la del Sol.
A pesar de su enorme tamaño y luminosidad, las estrellas masivas tienen una vida útil muy corta, de apenas dos millones de años. En comparación, los cúmulos globulares tienen una edad estimada de entre 10.000 y 13.000 millones de años. Por lo tanto, estas estrellas masivas desaparecieron hace mucho tiempo de los cúmulos que podemos observar hoy en día, dejando solo rastros indirectos de su existencia.
El estudio ha detectado niveles muy elevados de nitrógeno en estas estrellas, así como una densidad estelar excepcionalmente alta. La presencia de nitrógeno en grandes cantidades solo puede explicarse por la combustión de hidrógeno a temperaturas extremadamente altas, algo que solo ocurre en el núcleo de las estrellas masivas, como lo confirman los modelos desarrollados por Laura Ramírez-Galeano, estudiante de maestría del equipo de investigación.
Este nuevo descubrimiento abre un capítulo fascinante en la comprensión de la formación y evolución de las galaxias en el universo primitivo. La detección de estas estrellas masivas en protocúmulos globulares nos acerca a desentrañar los misterios de la formación estelar en las primeras etapas del cosmos.
