ANN ARBOR– Las primeras estrellas que compusieron la Vía Láctea se quemaron hace mucho, pero por primera vez, astrónomos han observado un conjunto de elementos químicos que formaron sus núcleos y las explosiones de supernovas que marcaron el espectacular fin de su corta vida.
Supernova G266.2-1.2 remanente, como se ve enrayos X y longitudes de onda ópticas. Los remanentes de supernova están hechos de polvo que incluye elementos producidos por la supernova que lo generó. Con el tiempo, la materia en los remanentes de supernova se mezclan con otros gases y polvo y forman una nueva generación de estrellas. Crédito: Rayos X: NASA / CXC / Morehead State Univ / T.Pannuti et al.
Los investigadores detectaron trazas de azufre y fósforo en una estrella de segunda generación en la Vía Láctea. El equipo también fue el primero en utilizar el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos del telescopio espacial Hubble, para rastrear el espectro ultravioleta de una estrella de segunda generación.
“Hemos puesto un nuevo giro a una técnica muy antigua para medir las huellas químicas de esta estrella,” dijo Ian Roederer, un profesor de astronomía y ayudante de investigación en la escuela de de Literatura, Ciencia y Artes de la Universidad de Michigan. “Las estrellas recuerdan las guarderías donde nacieron, y hemos sido capaces de recoger algunas piezas valiosas de esa memoria con estas nuevas observaciones.”
Aunque los científicos no pueden observar directamente las primeras estrellas que se formaron en la Vía Láctea, pueden mirar a las estrellas de segunda generación existentes para ver lo que se creó después de la muerte de una estrella anterior. Las estrellas de segunda generación se formaron cuando las primeras estrellas en el universo -que se compusieron principalmente de los elementos helio e hidrógeno- explotaron como supernovas.
Como resultado de estas explosiones, las estrellas de primera generación producen nuevos elementos. El rastreo de estos nuevos elementos con la física de su producción permite a los científicos a aprender algo acerca de las características de esa estrella original.
“Conocer más sobre la composición de las estrellas originales del universo nos puede decir de dónde venimos”, dijo Roederer. “Las estrellas son las fábricas donde se hicieron todos los elementos del universo, aparte del hidrógeno y helio, incluyendo los que componen nuestra Tierra e incluso nuestros propios cuerpos.”
Para su investigación, el equipo de Roederer escogió una estrella llamada BD+44 493, la más brillante estrella de segunda generación conocida hasta ahora. A pesar de que la estrella está a unos 600 años luz de distancia, es visible con un muy buen par de binoculares.
El equipo escogió BD+44 493 no sólo por su visibilidad, sino también debido a que contiene una alta concentración de carbono y baja concentración de hierro y otros elementos pesados-y probablemente se formó a partir de una sola estrella de primera generación. Además de la detección de fósforo y azufre en el espectro ultravioleta de la estrella, el equipo encontró el elemento zinc, que se había visto solamente una vez en una estrella de segunda generación.
La presencia de estos tres elementos en las cantidades que el equipo observó significa que la estrella en particular que introdujo estos átomos en el espacio era probablemente masiva, probablemente más de 20 veces más masiva que nuestro Sol-y explotó como una supernova.
“Una de las características peculiares de esta supernova es que era menos energética de lo que podríamos considerar una explosión de supernova normal”, dijo Roederer. “Esta es una historia diferente de la que contó otra supernova de primera generación a partir de una detección previa de zinc en otra estrella de segunda generación.
“En ese caso, la explosión fue más enérgica de lo normal. Incluso desde sólo estos dos objetos, aprendimos que las explosiones de supernovas de las primeras estrellas eran bastante diversas.”
El descubrimiento también presenta posibilidades futuras para aprender más acerca de las estrellas de primera generación. En la actualidad, el telescopio espacial Hubble es la única manera de ver los espectros ultravioleta de las estrellas, pero Roederer dijo que a medida que más potentes espectrógrafos UV estén disponibles, podrán ser utilizados para identificar muchas más estrellas de segunda generación -que revelará nueva información acerca de las diversas características de las primeras estrellas del universo.
Vinicius Placco y Timothy Beers de la Universidad de Notre Dame también contribuyeron a este trabajo. Un documento sobre las conclusiones titulado “Detection of Phosphorus, Sulphur, and Zinc in the Carbon-Enhanced Metal-Poor Star BD+44 493” ha sido publicado en la edición del 20 de junio en Astrophysical Journal Letters. El trabajo fue apoyado por la NASA y el Instituto de Ciencia de Telescopio Espacial.