Astrónomos han encontrado tres distantes nubes de gas cuya química indica la contaminación de las primeras estrellas del universo. Estas supernovas de baja energía son pobres en elementos pesados, pero contienen varios elementos ligeros. Los detalles del trabajo fueron publicados en un artículo de The Astrophysical Journal.
Población III
Las primeras estrellas que aparecieron en el Universo se formaron a partir de gas químicamente puro compuesto en su mayoría por hidrógeno y helio. Se cree que las llamadas estrellas de «Población III» eran más masivas que las estrellas modernas y su masa podría llegar a mil masas solares.
Cuando estas luminarias murieron, dando lugar a explosiones de supernovas, el medio interestelar se enriqueció con varios elementos pesados nacidos durante la nucleosíntesis estelar.
Para entender mejor cómo fue el proceso de evolución química del Universo primitivo, los científicos buscan nubes de gas que contengan pocos metales. La composición química de estos elementos más pesados que el helio indicaría el enriquecimiento de las primeras estrellas con materia.
Una hipótesis plantea que las nubes de gas pueden exhibir un exceso de carbono y otros elementos ligeros y contener pocos elementos producidos durante el proceso de captura de neutrones. Esto sucedería si las explosiones de supernova de Población III fueran de baja energía y las capas exteriores fueran expulsadas al espacio.
El estudio
Ahora un grupo de astrónomos dirigido por Andrea Saccardi del Observatorio de París ha identificado tres nubes de gas con corrimientos al rojo z ~ 3-4 que presumen están contaminadas con la sustancia de las primeras estrellas del universo.
Los científicos analizaron los espectros de cien quásares con corrimientos al rojo z ∼ 3,5–4,5 utilizando el espectrógrafo X-shooter instalado en el complejo terrestre de telescopios VLT.
De los candidatos, el equipo seleccionó 37 casos, que podrían ser nubes de gas ópticamente densas y relativamente dispersas (de lo contrario nacerán nuevas estrellas en ellos), cuyos elementos químicos absorbieron parte de la radiación de los cuásares en su camino hacia el observador terrestre.
Así, identificaron 14 sistemas muy pobres en metales, de los cuales tres están enriquecidos en carbono en relación con el hierro: J0835+0650 (z=3,51256), J1111-0804 (z=3,75837) y J1658-0739 (z=3,54604).
Los tres sistemas también exhiben un exceso de O, Mg, Al y Si respecto al hierro. Esto encaja con la idea de enriquecimiento en la materia de las primeras estrellas que estallaron como supernovas de baja energía.
Importancia
Los resultados sugieren que aunque las estrellas de la Población III aún no han sido observadas directamente, podemos encontrar sus restos. Además, mediante herramientas lo suficientemente poderosas, es posible estudiar estos rastros y obtener una mayor comprensión sobre la evolución de la materia en el Universo.
Stefania Salvadori, cosmóloga de la Universidad de Florencia, destaca que este descubrimiento abre nuevas vías para estudiar indirectamente la naturaleza de las primeras estrellas, complementando así los estudios de estrellas en nuestra galaxia.
