Estrellas que marcaron la evolución de las primeras galaxias

Comprender cómo eran las primeras galaxias del universo sigue siendo uno de los grandes desafíos de la astronomía moderna. Muchas de sus propiedades resultan difíciles de explicar utilizando únicamente modelos construidos a partir de estrellas actuales de la Vía Láctea.

Una investigación liderada por la Universidad de Utah aporta ahora nuevas pistas sobre este problema. Utilizando el Telescopio Espacial Hubble, los astrónomos analizaron 29 estrellas masivas situadas en galaxias cercanas y pobres en metales, consideradas buenos análogos de las galaxias que existían durante las primeras etapas del cosmos.

Los resultados muestran que sus vientos estelares son mucho más débiles de lo que predecían los modelos, una diferencia que podría haber tenido importantes consecuencias en la evolución de las primeras galaxias.

Los motores energéticos de las galaxias

Las estrellas masivas, aquellas que poseen al menos unas diez veces la masa del Sol, son relativamente poco frecuentes, pero desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de las galaxias.

Durante sus cortas vidas emiten enormes cantidades de radiación, expulsan material mediante poderosos vientos estelares y finalmente terminan explotando como supernovas.

Toda esa energía afecta directamente al gas que rodea a las estrellas. Puede calentarlo, dispersarlo y modificar las condiciones necesarias para que posteriormente se formen nuevas generaciones estelares.

Por eso, conocer con precisión cómo evolucionaban estas estrellas en el universo temprano resulta fundamental para comprender cómo crecieron las primeras galaxias.

La importancia de la metalicidad

En astronomía, el término metalicidad se utiliza para describir la cantidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio presentes en una estrella.

Las primeras generaciones estelares se formaron cuando el universo contenía cantidades mucho menores de estos elementos. Por ese motivo, los investigadores sospechan desde hace tiempo que aquellas estrellas debieron comportarse de manera diferente a las actuales.

Para estudiar ese escenario, el equipo analizó estrellas con una metalicidad inferior a aproximadamente una quinta parte de la del Sol.

Las observaciones fueron especialmente exigentes: algunas estrellas necesitaron hasta 35 horas de observación con el Hubble para obtener datos suficientemente precisos.

Vientos mucho más débiles de lo esperado

Las estrellas masivas pierden parte de su materia mediante corrientes de partículas conocidas como vientos estelares.

Los elementos metálicos ayudan a que la radiación de la estrella impulse ese material hacia el espacio. Por eso, los modelos ya predecían que las estrellas con menor metalicidad tendrían vientos menos intensos.

Las observaciones confirmaron esa tendencia, pero revelaron algo inesperado.

Cuando la metalicidad alcanza niveles extremadamente bajos, la velocidad máxima de los vientos no disminuye de forma progresiva, sino que cae bruscamente.

Esto significa que las estrellas del universo primitivo podrían haber conservado mucha más masa durante su evolución de lo que se pensaba.

Consecuencias para supernovas y agujeros negros

Si una estrella pierde menos material durante su vida, puede llegar a sus etapas finales con una masa considerablemente mayor.

Eso podría modificar la forma en que termina su existencia, el tipo de supernova que produce e incluso la masa de los agujeros negros que deja atrás.

Además, como las estrellas masivas regulan el gas disponible dentro de sus galaxias, unos vientos más débiles podrían haber alterado también el ritmo de formación de nuevas estrellas.

El hierro puede ser una pieza fundamental

El estudio también analizó la relación entre el oxígeno y el hierro, dos elementos importantes para comprender la evolución estelar.

Los astrónomos suelen utilizar el oxígeno para estimar la metalicidad de una galaxia porque resulta relativamente sencillo detectarlo. Sin embargo, el hierro podría ser todavía más importante para determinar la intensidad de los vientos estelares.

Utilizando espectros ultravioletas obtenidos con el Hubble, los investigadores detectaron que las estrellas de galaxias más ricas en oxígeno también presentan una absorción de hierro más intensa.

El equipo continuará ahora combinando las observaciones del Hubble con datos obtenidos desde el Observatorio Keck, en Hawái. El objetivo será medir con mayor precisión la composición, la pérdida de masa y la evolución de estas estrellas.

Estos resultados podrían permitir reconstruir con mayor fidelidad cómo eran las estrellas que iluminaron las primeras galaxias y cómo ayudaron a transformar el universo durante sus etapas iniciales.

Fuente: Sinc.

Macarena