oxígeno universo estrella
Imagen artística de la explosiones de supernova de las primeras estrellas masivas que se formaron en la Vía Láctea [Crédito: Gabriel Pérez, SMM (IAC)].

El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el Universo después del hidrógeno y el helio. Sin embargo, no existía en el Universo temprano. Este elemento se crea principalmente dentro de estrellas masivas con masas que superan las 10 masas solares. Rastrear la producción temprana de oxígeno y otros elementos requiere estudiar las estrellas más antiguas que aún existen.

En una de ellas, denominada J0815+4729, científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en colaboración con la Universidad de Cambridge y la Universidad de California en San Diego, han detectado grandes cantidades de oxígeno en la atmósfera 

Esta estrella primitiva fue descubierta por primera vez por el equipo del IAC en 2018 utilizando el Gran Telescopio Canarias (GTC). Recientemente se ha observado con el telescopio Keck en Hawái para poder determinar la composición química detallada de su atmósfera.

Carbono, nitrógeno y oxígeno

“La composición primitiva de la estrella indica que se formó durante los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, posiblemente a partir del material expulsado en las primeras supernovas de la Vía Láctea", explica Jonay González Hernández, investigador Ramón y Cajal del IAC y principal autor del trabajo.

La estrella posee grandes cantidades de carbono, nitrógeno y oxígeno (aproximadamente un 10, 8 y 3 por ciento, respectivamente, de lo que contiene el Sol), mientras que el contenido en calcio y hierro es casi una millonésima parte del solar.

Este hallazgo, publicado hoy en la revista The Astrophysical Journal Letters, proporciona una pista importante sobre cómo se produjeron el oxígeno y otros elementos químicos en las primeras generaciones de estrellas en el Universo.

Estrellas antiguas

“Sólo se conocen unas pocas estrellas de este tipo en el halo de nuestra galaxia, pero ninguna posee una cantidad tan enorme de carbono, nitrógeno y oxígeno en comparación con su contenido en hierro”, señala David Aguado, investigador postdoctoral de la Universidad de Cambridge y coautor del artículo publicado.

Un reciente estudio basado en los datos del satélite Gaia confirman que la estrella primitiva orbita el halo interno de la Vía Láctea y que se encuentra a aproximadamente 5.200 años luz de distancia al Sol.

“Las estrellas como J0815+4729 se conocen como estrellas de halo”, explica el astrofísico de la Universidad de California en San Diego Adam Burgasser, otro de los autores del estudio. “Esto se debe a su distribución aproximadamente esférica alrededor de la Vía Láctea, a diferencia del disco plano más familiar de estrellas más jóvenes que incluye el Sol”.

Principio del universo

Las estrellas de halo como J0815+4729 son estrellas verdaderamente antiguas, lo que permite a los astrónomos echar un vistazo a la producción de elementos al principio de la historia del Universo.

“Hace ahora 30 años comenzamos en el IAC a estudiar la presencia de oxígeno en las estrellas más antiguas de la Galaxia –afirma Rafael Rebolo, director del IAC y coautor de este trabajo–. Los resultados ya apuntaban a que este elemento se produjo de forma ingente en las primeras generaciones de supernovas, pero entonces no pudimos imaginar que llegaríamos a encontrar un caso tan espectacular como el de esta estrella”.

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