Cosmic Oddity: Rara Segunda Generación de Estrella Encontrada Más Allá de la Vía Láctea

La primera generación de estrellas cambió radicalmente el universo al fusionar elementos simples como el hidrógeno y el helio en otros más complejos dentro de sus núcleos, y esparcirlos por el espacio al morir; elementos que ahora forman parte de la Tierra y de los seres vivos. Recientemente, los científicos descubrieron una estrella de segunda generación de otra galaxia, que ofrece información única sobre los primeros procesos de formación de elementos en galaxias más allá de la Vía Láctea.

La primera generación de estrellas cambió el universo para siempre. Dentro de sus núcleos, el hidrógeno y el helio básicos se fusionaron en una variedad de elementos. Cuando estas estrellas llegaron a su fin, explotaron, esparciendo estos nuevos elementos por todo el cosmos. El hierro de tus venas, el calcio de tus dientes y el sodio que alimenta tus pensamientos nacieron en el corazón de una estrella muerta hace mucho tiempo.

Nadie ha podido encontrar una de esas estrellas de primera generación, pero los científicos han anunciado un hallazgo único: una estrella de la segunda generación que se formó originalmente en una galaxia diferente a la nuestra. “Esta estrella ofrece una ventana única al proceso de formación de elementos muy tempranos en galaxias distintas a la nuestra”, dijo Anirudh Chiti, investigador postdoctoral de la Universidad de Chicago y primer autor de un artículo que anuncia los hallazgos. “Hemos desarrollado una idea de cómo se ven estas estrellas que fueron enriquecidas químicamente por las primeras estrellas en la Vía Láctea, pero aún no sabemos si algunas de estas firmas son únicas, o si las cosas sucedieron de manera similar en otras galaxias”.

El artículo fue publicado recientemente en Nature Astronomy.

Chiti se especializa en lo que se llama arqueología estelar: reconstruir cómo las primeras generaciones de estrellas cambiaron el universo. “Queremos entender cuáles eran las propiedades de esas primeras estrellas y cuáles eran los elementos que producían”, dijo Chiti.

Pero nadie ha logrado ver directamente estas estrellas de primera generación, si es que queda alguna en el universo. En cambio, Chiti y sus colegas buscan estrellas que se formaron a partir de las cenizas de esa primera generación.

La Gran Nube de Magallanes, una galaxia que cayó en la nuestra hace miles de millones de años, podría ayudar a revelar cómo evolucionó el universo en otras regiones. Arriba, imágenes de la Nube tomadas en luz infrarroja. Crédito: NASA/JPL

Es un trabajo duro, porque incluso la segunda generación de estrellas es ahora increíblemente antigua y rara. La mayoría de las estrellas del universo, incluido nuestro propio Sol, son el resultado de decenas a miles de generaciones, que acumulan cada vez más elementos pesados. “Quizás menos de 1 de cada 100.000 estrellas de la Vía Láctea sea una de estas estrellas de segunda generación”, dijo. “Realmente estás sacando agujas de un pajar”.

Pero vale la pena obtener instantáneas de cómo se veía el universo en el pasado. “En sus capas externas, estas estrellas conservan los elementos cerca de donde se formaron”, explicó. “Si puedes encontrar una estrella muy antigua y obtener su composición química, puedes entender cómo era la composición química del universo donde se formó esa estrella, hace miles de millones de años”.

Para este estudio, Chiti y sus colegas apuntaron sus telescopios a un objetivo inusual: las estrellas que forman la Gran Nube de Magallanes.

La Gran Nube de Magallanes es una franja brillante de estrellas visible a simple vista en el hemisferio sur. Ahora creemos que alguna vez fue una galaxia separada que fue capturada por la gravedad de la Vía Láctea hace solo unos pocos miles de millones de años. Esto la hace particularmente interesante porque sus estrellas más antiguas se formaron fuera de la Vía Láctea, lo que les dio a los astrónomos la oportunidad de aprender si las condiciones en el universo primitivo eran todas iguales o diferentes en otros lugares.

Los telescopios Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile, que los científicos usaron para mapear el perfil elemental de las estrellas antiguas. Crédito: Carnegie Institution for Science

Los científicos buscaron evidencia de estas estrellas particularmente antiguas en la Gran Nube de Magallanes y catalogaron diez de ellas, primero con el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea y luego con el Telescopio Magallanes en Chile.

Una de estas estrellas inmediatamente se destacó como una rareza. Tenía mucho, mucho menos cantidad de los elementos más pesados ​​que cualquier otra estrella vista hasta ahora en la Gran Nube de Magallanes. Esto significa que probablemente se formó a raíz de la primera generación de estrellas, por lo que aún no había acumulado elementos más pesados ​​​​en el curso de repetidos nacimientos y muertes de estrellas.

Al mapear sus elementos, los científicos se sorprendieron al ver que tenía mucho menos carbono que hierro en comparación con lo que vemos en las estrellas de la Vía Láctea.

"Eso fue muy intrigante y sugiere que tal vez el enriquecimiento de carbono de la primera generación, como vemos en la Vía Láctea, no fue universal", dijo Chiti. "Tendremos que hacer más estudios, pero sugiere que hay diferencias de un lugar a otro.

"Creo que estamos completando la imagen de cómo se veía el proceso de enriquecimiento de elementos temprano en diferentes entornos", dijo.