El telescopio espacial James Webb ha permitido a los científicos detectar los primeros indicios químicos de estrellas supermasivas en el universo temprano, conocidas como "monstruos celestiales", que brillan con la intensidad de millones de soles. Hasta ahora, las estrellas más grandes observadas tenían una masa aproximada de 300 veces la del Sol. Sin embargo, en un nuevo estudio, se ha descubierto una estrella supermasiva con una masa estimada entre 5.000 y 10.000 veces la del Sol.
El equipo de investigadores europeos, que llevó a cabo este estudio, había teorizado previamente sobre la existencia de estrellas supermasivas en 2018 como parte de un intento por resolver uno de los grandes enigmas de la astronomía. Durante muchos años, los astrónomos han estado perplejos por la notable diversidad en la composición de las estrellas que se encuentran en los cúmulos globulares. Estos cúmulos, en su mayoría antiguos, albergan millones de estrellas en un espacio relativamente reducido. Los avances en el campo de la astronomía han revelado la existencia de cada vez más cúmulos globulares, los cuales se consideran un vínculo perdido entre las primeras estrellas y las primeras galaxias del universo.
El enigma de los cúmulos globulares
Dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que alberga más de 100 mil millones de estrellas, se encuentran alrededor de 180 cúmulos globulares. Sin embargo, surge la interrogante de por qué las estrellas en estos cúmulos presentan una diversidad tan amplia de elementos químicos, a pesar de haber nacido teóricamente al mismo tiempo y a partir de la misma nube de gas.
Muchas de estas estrellas contienen elementos que requieren una generación de calor a gran escala, como el aluminio, el cual necesita temperaturas de hasta 70 millones de grados centígrados. Esto supera con creces las temperaturas que se estima que alcanzan las estrellas en su núcleo, alrededor de los 15-20 millones de grados centígrados, similares a las del Sol. Ante este enigma, los investigadores han propuesto una posible explicación: la existencia de una estrella supermasiva devastadora que es responsable de la "contaminación" química observada en los cúmulos globulares.
Un colosal reactor estelar
Según Corinne Charbonnel, astrofísica de la Universidad de Ginebra y líder del estudio, una estrella de tal magnitud "devoraría cada vez más estrellas". Con el tiempo, se transformaría en una suerte de "reactor nuclear gigante", consumiendo incesantemente materia y expulsándola en cantidades significativas, explicó.
Además, esta "contaminación" proporcionará a las estrellas jóvenes en proceso de formación una mayor diversidad de elementos químicos, especialmente aquellas ubicadas en proximidad a la estrella supermasiva, según se agregó. No obstante, el equipo requería realizar más observaciones para respaldar plenamente su teoría.
Finalmente, parece que han encontrado la respuesta esperada en la galaxia GN-z11, situada a más de 13 mil millones de años luz de distancia. Descubierta por el Telescopio Espacial Hubble en 2015, esta galaxia ostentaba hasta hace poco el récord de ser la más antigua observada.
Indicios y expectativas en el universo
El telescopio espacial James Webb ha proporcionado dos nuevos indicios: la asombrosa densidad de estrellas en los cúmulos globulares y, lo más relevante, la abundancia de nitrógeno. La producción de nitrógeno requiere temperaturas extremadamente altas, lo que lleva a los investigadores a creer que solo una estrella supermasiva podría ser responsable.
"Gracias a los datos recopilados por el telescopio espacial James Webb, creemos que hemos encontrado una primera pista de la presencia de estas estrellas", dijo Charbonnel en un comunicado.
No obstante, es poco probable que se pueda observar directamente a esta enorme estrella supermasiva. Los científicos estiman que la vida útil de tales cuerpos celestes es de tan solo unos dos millones de años, un lapso breve en la escala de tiempo cósmica. Sin embargo, se sospecha que los cúmulos globulares existieron hace aproximadamente dos mil millones de años y podrían revelar más huellas de las estrellas supermasivas que albergaron en algún momento. El estudio fue publicado en la revista Astronomy and Astrophysics este mes.
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