Tras las huellas de las estrellas primigenias del universo

Se ha logrado identificar como tal a una estrella que se formó del material liberado por una estrella de primera generación. Las estrellas de primera generación son ni más ni menos que las primigenias, las que se formaron directa y exclusivamente de materia creada en el Big Bang, la explosión con la que nació el universo. Hallar un sol formado a partir del material de una estrella primigenia es como encontrar una ventana hacia la noche de los tiempos cósmica en la que comenzaron a encenderse las primeras estrellas.

El Big Bang generó una vasta "sopa" de partículas, a partir de la que se formaron nubes hechas mayormente de hidrógeno y helio. Estas nubes se fueron condensando hasta formar las primeras estrellas, que, según se ha venido creyendo, fueron muy masivas y por tanto de brillo colosal, vida breve y muerte en forma de supernova, un tipo violentísimo de explosión estelar.

Al considerarse que todas aquellas estrellas fueron muy masivas y por tanto de vida corta, se asume que ya no existe ninguna estrella primigenia en el universo. Lo más parecido a ellas es la segunda generación de estrellas, las que se formaron a partir de nubes de gas y polvo liberadas por las estrellas primigenias al estallar. Todavía existen algunas estrellas de segunda generación en el universo y, si las condiciones de observación son las adecuadas, es factible verlas e identificar su fascinante naturaleza.

La superficie de una estrella puede decirnos algo acerca de lo que había antes: las sustancias químicas presentes en la superficie son esencialmente los restos de la explosión de una estrella anterior. Desde el Big Bang, las sucesivas generaciones de estrellas han fusionado elementos, creando así otros más pesados, y a veces arrojando estos al cosmos, creando así "ladrillos" de creciente complejidad química con los que se han construido nuevos soles, planetas y otros astros. Hoy en día, las estrellas más jóvenes se forman a partir del gas enriquecido con virtualmente todos los elementos de la tabla periódica.

Para encontrar las estrellas más antiguas existentes, los científicos buscan abundancias ínfimas de elementos pesados como el hierro. Las estrellas con proporciones ínfimas de tales elementos químicos muy probablemente se formaron en la infancia del universo, hace más de 13.000 millones de años, cuando muchos de los elementos químicos todavía no se habían esparcido por el cosmos.


Ejemplo de nube de gas y polvo generada por una supernova. De los escombros de las estrellas muertas, se pueden crear otras. En esta nube, llamada G292.0+1.8, que mide 36 años-luz de extremo a extremo, y que fue observada por el satélite astronómico Chandra de rayos X de la NASA, hay cantidades apreciables de elementos como oxígeno, neón, magnesio, silicio y azufre. (Foto: NASA)

El equipo de la física Anna Frebel, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, dependiente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en la ciudad estadounidense de Cambridge, ha identificado una estrella situada a varios miles de años-luz de distancia (catalogada con el nombre de SMSS J031300.36-670839.3) que contiene un nivel de hierro cuyo límite superior es tan bajo que sugiere que es una estrella de segunda generación, o sea creada de material procedente de una de esas estrellas primigenias. A falta de poder estudiar directamente una estrella primigenia, lo más parecido a eso es estudiar a una de segunda generación, ya que de sus características se pueden deducir algunas de la estrella primigenia a partir de cuyo material se formó. Y eso es lo que están haciendo Frebel y sus colaboradores. La pista más importante la han encontrado en el nivel de hierro de esa estrella de segunda generación. Debido al poco hierro que ésta posee (10 millones de veces menos que el detectado en el Sol), todo apunta no solo a que la estrella de cuyos restos se formó era primigenia sino que además, en contra del perfil típico atribuido a todas las estrellas primigenias, no pudo ser de muy alta energía; al parecer, expelió una cantidad modesta de los elementos pesados creados en su núcleo por fusión nuclear.

Los científicos pensaban que las primeras estrellas en el universo estallaron con una tremenda energía, arrojando al cosmos las primeras remesas de elementos más pesados que el hidrógeno y que el helio, tales como el carbono, el hierro y el oxígeno. Pero según el nuevo estudio, pudo suceder que no todas estas estrellas primigenias explotasen de manera tan enérgica. Los resultados de la investigación aportan pues una visión algo distinta de cómo pudo haber sido la actividad estelar en el universo temprano, y apuntan a una gama mucho más diversa de propiedades físicas para las estrellas primigenias.

La inesperada naturaleza de la estrella primigenia vislumbrada en su "hija" SMSS J031300.36-670839.3 pone en entredicho muchas reconstrucciones teóricas sobre lo que ocurrió en el pasado remoto del universo. Esa estrella primigenia tuvo una explosión de supernova con una energía menor que la esperada, incluso menor que las de las supernovas actuales, lo cual constituye un misterio que se deberá aclarar en futuros estudios y que probablemente obligará a reescribir varias teorías.
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