Estrellas en el amanecer de los tiempos

Observada la mejor evidencia encontrada hasta la fecha de la primera generación estelar del Universo. 

¿Como fueron las primeras estrellas del Universo, aquellas "primeras nacidas" que iluminaron de nuevo la oscuridad? Los astrónomos han teorizado durante mucho tiempo sobre la existencia de esta primera generación primordial (conocidas como  población III), formadas con únicos elementos que existían antes de su nacimiento: hidrógeno, helio y trazas de litio. Enormes (varios cientos o incluso mil veces más masivas que el Sol), ardientes y efímeras, habrían acabado explotando como supernovas después de tan solo unos dos millones años de vida, un instante en el tiempo si lo comparamos los más de 4.000 millones estimados para nuestro Sol. Pero lo cierto es que pese a la seguridad de que debieron existir, no se había encontrado ninguna evidencia clara. Hasta ahora.

Un equipo dirigido por David Sobral, del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, la Universidad de Lisboa (Portugal) y el Observatorio de Leiden (Países Bajos), utilizaron el Very Large Telescope (VLT) para mirar hacia el universo antiguo, hacia un periodo conocido como reionización que tuvo lugar aproximadamente 800 millones de años después del Big Bang. En lugar de llevar a cabo un estudio profundo y limitado de un área pequeña del cielo, ampliaron su alcance para producir el sondeo más amplio realizado hasta la fecha de galaxias muy lejana, o lo que es lo mismo, muy antiguas, situadas en las fronteras mismas de la existencia.

Junto al Very Large Telescope, se añadieron los Observatorio W. M. Keck y del telescopio Subaru, así como del Telescopio Espacial Hubble. El equipo descubrió y confirmó la existencia de una serie de galaxias muy jóvenes asombrosamente brillantes. Una de ellas, bautizada como COSMOS Redshift 7 (o CR7), la más brillante nunca observada en el Universo recién nacido. Con el descubrimiento de esta y  otras galaxias brillantes, el estudio ya suponía un éxito, pero una nueva revisión proporcionó más noticias emocionantes.

Los instrumentos X-shooter y SINFONI, instalados en el VLT, descubrieron en COSMOS Redshift 7 una potente emisión de helio ionizado pero, lo que determina lo crucial y sorprendentemente de este hallazgo, ninguna señal de elementos más pesados, que son el fruto de las reacciones de fusión de los corazones estelares, en una brillante zona de la galaxia. Esto significó que el equipo había descubierto la primera evidencia válida de la existencia de cúmulos de estrellas de población III.

"El descubrimiento desafiaba nuestras expectativas desde el principio", afirma David Sobral, "ya que no esperábamos encontrar una galaxia tan brillante. Entonces, al descubrir la naturaleza de CR7 paso a paso, comprendimos que no sólo habíamos descubierto la galaxia lejana más luminosa, sino que también nos dimos cuenta de que cumplía todas y cada una de las características esperadas de estrellas de población III. Esas estrellas fueron las que formaron los primeros átomos pesados que, en última instancia, nos ha permitido estar aquí. Realmente no hay nada más emocionante que esto".

Dentro de CR7 se encontraron cúmulos de estrellas más azules y un poco más rojas, indicando que la formación de la población III había tenido lugar por oleadas, tal y como se había predicho. Lo que el equipo observó de forma directa fue la última de ellas, sugiriendo que se deben ser más fáciles de encontrar de lo que se pensaba previamente: Residen entre estrellas normales, en las galaxias más brillantes, no sólo en las galaxias más tempranas, más pequeñas y más tenues, que son tan débiles que son extremadamente difíciles de estudiar.

Jorryt Matthee, segundo autor del artículo, concluyó: "Siempre me he preguntado de dónde venimos. Incluso siendo niño quería saber de dónde provienen los elementos: el calcio de mis huesos, el carbono de mis músculos, el hierro de mi sangre. Descubrí que estos se formaron primero en los inicios del universo, por la primera generación de estrellas. Con este notable descubrimiento estamos empezando a ver estos objetos por primera vez". Son las estrellas del amanecer del los tiempos, las que con sus fugaces y espectaculares vidas pusieron las primeras piedras que hizo posible, miles de millones de años después, nuestra existencia.

Recreación artística de COSMOS Redshift 7, también conocida con CR7. Que esta denominación sea igual a la del famoso futbolista no es coincidencia, ya que una parte importante del equipo que la de descubrió es portuguesa, y quiso homenajear a su futbolista por excelencia.

El nombre población III surgió porque los astrónomos ya habían clasificado a las estrellas de la Vía Láctea como población I (estrellas como el Sol, ricas en elementos más pesados y formando el disco) y población II (estrellas más viejas, con un bajo contenido en elementos pesados y encontradas en el halo y el bulbo de la Vía Láctea y en cúmulos globulares de estrellas). Son la primera generación estelar que debería existir en los confines del espacio y el tiempo según los modelos actuales, de ahí la importancia de este descubrimientos.

La mejor evidencia observacional de la primera generación de estrellas del universo