Las primeras estrellas del Universo son conocidas como estrellas de la Población III, ya que las estrellas son nombradas en el orden que han sido descubiertas y aunque resulte contradictorio, las que llevan la denominación ‘III‘ son las tempranas. Por el momento las estrellas de la Población son hipotéticas y se piensa desaparecieron hace mucho tiempo, ya que habrían tenido cientos de veces la masa del Sol, por lo que se habrían quemado rápidamente. Nunca antes han sido observadas pero ahora, un equipo de astrónomos parece haber encontrado los elementos constitutivos que lanzó la estrella al espacio cuando culminaron.
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Imagen: NOIRLab/NSF/AURA/j. Da Silva/Spaceengine
Los restos de la supernova de estrella
El equipo de astrónomos se encontraba estudiando los elementos químicos del cuásar ULAS J1342+0928 con el equipo telescopio Gemini North de Hawai y han encontrado los restos de la supernova de una de las estrellas de la población III en la luz de 13 mil 100 millones de años del gas que rodea a este lejano cuásar.
Los investigadores piensas que los restos fueron expulsados de una supernova de inestabilidad de pares. Este es un tipo de muerte estelar explosiva que no deja ningún resto superdenso, como un agujero negro o una estrella de neutrones. En una supernova de inestabilidad de pares, cada parte de la estrella es expulsada al espacio.
El astrónomo de la Universidad de Tokio y coautor del artículo, Yuzuru Yoshii, afirmó que una estrella de unas 300 veces la masa del Sol que se convertirá en supernova produciría la proporción de magnesio y hierro que coincide con la composición elemental del gas del cuásar, en un comunicado del NOIRLab.
En pocos palabras, ULAS J1342+0928 tiene una combinación única de elementos pesados que el equipo considera es una prueba de que el núcleo galáctico contiene restos de una estrella de población III.
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Imagen: NOIRLab/NSF/AURA/j. Da Silva/Spaceengine
La composición de ULAS J1342´0928
Ya que el universo primitivo estaba compuesto principalmente por hidrógeno y helio más ligeros, cuanto mas se retrocede en el tiempo las estrellas ricas en metales son menos comunes. Cuando las estrellas se formaron, se convirtieron en fábricas de todos los elementos más pesados, los que en la astronomía se consideran como metales.
De acuerdo con NOIRLab, ULAS J1342+0928 contenía más de 10 veces mas hierro que magnesio en comparación con la combinación de los mismos elementos del Sol. Cualquiera que fuera el motivo primordial que produjo el gas que se arremolina alrededor de ese cuásar, tenía una mezcla química muy diferente a la de nuestro Sol, el cual es relativamente joven.
Lo que sigue después de encontrar el remanente
El equipo se encuentra observando el gas del cuásar como aparecía cuando el universo tenía 700 millones de años pero, los observatorios más recientes son los que podrán ayudar a encontrar los restos de las estrellas de la Población III y así, poder evaluar las condiciones de este cuásar. Las observaciones serán clave para poder aclarar que pasó con el material de las estrellas más antiguas.
El telescopio espacial Webb será indispensable para estas investigaciones. El observatorio espacial tiene como objetivo escudriñar la luz más antigua del Universo para ver nacer las primeras estrellas y galaxias.
Rederencias: Yoshii, Y., Sameshima, H., Tsujimoto, T., Shigeyama, T., Beers, T., Peterson, B. (2022). Potential Signature of Population III Pair-instability Supernova Ejecta in the BLR Gas of the Most Distant Quasar at z = 7.54*. The Astrophysical Journal Recuperado, DOI.