Una extraña galaxia «libre de metales» podría ocultar las primeras estrellas del universo

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Una extraña galaxia «libre de metales» podría ocultar las primeras estrellas del universo

Impresión artística de un campo de estrellas de Pop III, tan solo 100 millones de años después del Big Bang. (NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani)

El Universo lleva miles de millones de años cambiando, y gracias a su expansión podemos mirar hacia atrás y ver cómo fue evolucionando desde casi el principio.

A veces, sin embargo, aparece algo que no encaja con lo que creemos entender del cosmos.

Eso pasó con una galaxia descrita en un estudio reciente liderado por Sijia Cai, del Departamento de Astronomía de la Universidad Tsinghua.

El equipo encontró una galaxia formada hace unos 11 mil millones de años que parece no tener metales.

Eso sugiere que podría contener estrellas de primera generación, conocidas como estrellas Pop III.

Antes de entrar en el hallazgo, vale aclarar qué son estas estrellas.

Las Pop III serían las primeras estrellas que se formaron en el Universo temprano.

No tenían metales porque esos elementos solo nacen dentro de las propias estrellas o en sus explosiones.

Por definición, las primeras estrellas solo podían tener hidrógeno y helio, nada más.

Los cosmólogos llevan décadas buscándolas sin éxito.

Normalmente las buscan en la Época de Reionización, que ocurrió hasta mil millones de años después del Big Bang.

Esa era sería el momento ideal para encontrar estrellas recién formadas.

Por eso sorprendió tanto encontrar una galaxia que apareció dos mil millones de años después de esa época.

Para entonces, millones de estrellas ya debieron vivir y morir, llenando todo de metales.

Esa era la teoría, al menos.

Usando datos del telescopio James Webb, del Very Large Telescope y del telescopio Subaru, el equipo identificó una galaxia llamada MPG CR3, o simplemente CR3.

Su firma espectral era distinta a todas las demás galaxias conocidas de ese periodo.

Mostraba líneas limpias de hidrógeno y helio y casi nada de metales como el oxígeno.

Los investigadores calcularon que sus estrellas tienen solo el 0.7 por ciento de la metalicidad del Sol.

Además, la galaxia parece tener apenas dos millones de años, lo cual es muy joven para una estructura tan antigua.

Podemos verla tan joven gracias a la expansión del espacio-tiempo, que estira la luz durante miles de millones de años.

CR3 también parece tener poco polvo y estrellas más pequeñas de lo esperado para esa época cósmica.

Hay un detalle faltante en los datos: la línea de helio ionizado, conocida como He II.

Esa línea suele ser clave para confirmar estrellas Pop III.

Los autores explican que podría estar oculta por una fuerte línea de OH en ese mismo rango.

Otra posibilidad es que la señal de He II ya se haya desvanecido, porque desaparece pocos millones de años después de la formación estelar.

La gran pregunta es cómo esta galaxia logró mantenerse “prístina” en un Universo que ya tenía estrellas ricas en metales.

La respuesta podría estar en su ubicación.

CR3 estaría en una región poco densa, aislada de zonas con mucha actividad estelar.

Ese aislamiento permitió que el gas de la galaxia no se mezclara con metales provenientes de otros lugares.

Así habría formado su propia primera generación de estrellas sin contaminación externa.

Todavía falta más investigación para confirmar si CR3 es la primera galaxia Pop III identificada.

Si se confirma, sería un gran avance porque está más cerca de lo que se pensaba.

Esto permitiría estudiarla con más detalle y entender mejor cómo empezó todo.

El estudio fue publicado en Nature Astronomy.