Un equipo internacional de astrónomos, con participación española, está cerca de captar a una de las primeras estrellas del universo
Recreación de un campo de estrellas primitivas con una supernova
Por: Rafael Bachiller
Observaciones con el telescopio espacial James Webb parecen haber localizado algunas de las primeras estrellas que nacieron en el universo.
Población III
Las primeras estrellas del universo debieron de nacer cuando habían transcurrido tan solo unos pocos cientos de millones de años tras el Big Bang. Deberían estar constituidas exclusivamente por hidrógeno y helio, pues los elementos más pesados que hoy existen se han formado principalmente en el núcleo de las estrellas (no fueron creados en el Big Bang). Estas estrellas se conocen como «Población III» para diferenciarlas de la Población I, que son estrellas como el Sol abundantes en los brazos de las galaxias espirales, y de la Población II, estrellas algo más jóvenes que las anteriores, con menos metales, abundantes en los bulbos de las galaxias.
Estas primeras estrellas debieron de ser muy masivas, varios cientos de veces más masivas que el Sol, y debieron de jugar un papel muy importante en la reionización del universo, terminando así con la edad oscura cosmológica inicial. A causa de su importancia, los astrónomos llevan décadas tratando de localizar alguna de estas estrellas de Población III, tan primitivas que deben encontrarse a grandísimas distancias cosmológicas, es decir, con desplazamientos hacia el rojo de valores muy altos. Además, al ser tan masivas, debieron vivir muy poco tiempo: habrían explotado como supernovas al cabo de unos millones de años, dejando una gran población de agujeros negros.
Hebe
Aunque ha habido varias observaciones que pretenden haber localizado alguna de estas estrellas, ninguna es totalmente convincente y todos tenemos esperanza de que el telescopio James Webb llegará a captarlas sin ambigüedades.
Emisión de helio de Hebe (contornos morados).Telescopio espacial James Webb /Maiolino et al. (2026)
Un equipo dirigido por Roberto Maiolino (Universidad de Cambridge, Reino Unido) afirma ahora haber encontrado un grupo de estas estrellas en una diminuta protogalaxia observada tal y como era 400 millones de años tras el Big Bang. El estudio se ha publicado en tres artículos científicos que describen estas observaciones, las más prometedoras hasta la fecha sobre la posible detección de estrellas de Población III.
La peculiar protogalaxia que se acaba de identificar, irregular y muy pequeña, parece carecer de elementos pesados. Tan solo se detecta en ella hidrógeno y helio. Los astrónomos la han bautizado como Hebe, la diosa de la juventud en la mitología griega, nombre al que han subordinado un significado de tipo acrónimo, HEBE: High-redshift Early Building-block of the Epoch of reionization, es decir: bloque de construcción a alto desplazamiento hacia el rojo de la época de reionización.
Hebe está situada a tan solo 10.000 años luz de distancia (proyectada en el plano del cielo) de una galaxia mucho más brillante y mejor estudiada, GN-z11, lo que indica que ambas pudieron formar parte del mismo protocúmulo de galaxias, aunque no se ha encontrado ningún indicio de que estén interactuando entre ellas. En la figura, publicada por Maiolino et al., Hebe aparece representada por su emisión de helio ionizado (contornos morados) y puede observarse la cercanía aparente en el cielo con GN-z11. La otra galaxia de mayor tamaño aparente, JADES-1005638, está situada a una distancia mucho más cercana al sistema solar y está alineada con las anteriores solo por azar.
Ultravioleta lejano
Dado que no se observan elementos pesados en Hebe, las estrellas que iluminan esta protogalaxia deberían haberse formado a partir del material prístino del Big Bang. Pero las estrellas no se observan directamente, y es que estos astros de Población III emiten su energía principalmente en elultravioleta lejano. El gas presente en el medio intergaláctico absorbe muy eficientemente estos fotones y no les deja llegar a nuestros telescopios.
En resumen, estamos ante un resultado sumamente estimulante, sin duda una de las observaciones más convincentes hasta la fecha sobre la existencia de estrellas de Población III, pero será necesario estudiar más exhaustivamente el objeto Hebe, en diferentes longitudes de onda, para concluir de manera rotunda sobre su naturaleza.
El trabajo de Maiolino y colaboradores titulado The search for Population III: Confirmation of a HeII emitter with no metal lines at z=10.6, cuenta con la participación de los astrónomos españoles Pablo Pérez-González y Santiago Arribas del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA). Esta publicación viene acompañada por otras dos que la complementan por Übler et al. y Rusta et al.