Según los modelos cosmológicos modernos, el Universo comenzó en un cataclismo conocido como el Big Bang. Esto tuvo lugar hace aproximadamente 13.8 mil millones de años, y fue seguido por un período de expansión y enfriamiento. Durante ese tiempo, los primeros átomos de hidrógeno se formaron como protones y electrones combinados y nacieron las fuerzas fundamentales de la física. Luego, unos 100 millones de años después del Big Bang, que las primeras estrellas y galaxias comenzaron a formarse.
La formación de las primeras estrellas también fue lo que permitió la creación de elementos más pesados y, por lo tanto, la formación de planetas y toda la vida tal como la conocemos. Sin embargo, hasta ahora, cómo y cuándo tuvo lugar este proceso ha sido en gran medida teórico ya que los astrónomos no sabían dónde se encontrarían las estrellas más antiguas de nuestra galaxia. Pero gracias a un nuevo estudio realizado por un equipo de astrónomos españoles, ¡acabamos de encontrar la estrella más antigua de la Vía Láctea!
El estudio, titulado "J0815 + 4729: Una estrella enana químicamente primitiva en el Halo Galáctico observado con Gran Telescopio Canarias", apareció recientemente en The Astrophysical Journal Letters. Dirigido por David S. Aguado del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el equipo incluyó miembros de la Universidad de La Laguna y el Consejo Nacional de Investigación (CSIC).
Esta estrella se encuentra aproximadamente a 7.500 años luz del Sol, y se encontró en el halo de la Vía Láctea a lo largo de la línea de visión a la constelación de Lynx. Conocida como J0815 + 4729, esta estrella todavía está en su secuencia principal y tiene una masa baja (alrededor de 0.7 masas solares), aunque el equipo de investigación estima que tiene una temperatura de la superficie que es aproximadamente 400 grados más caliente - 6.215 K (5942 ° C; 10,727 ° F) en comparación con 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Por el bien de su estudio, el equipo estaba buscando una estrella que mostrara signos de ser pobre en metales, lo que indicaría que ha estado en su secuencia principal durante mucho tiempo. El equipo primero seleccionó J0815 + 4729 de la Encuesta Espectroscópica de Oscilación Baryon de Sloan Digital Sky Survey-III (SDSS-III / BOSS) y luego realizó investigaciones espectroscópicas de seguimiento para determinar su composición (y, por lo tanto, su antigüedad).
Esto se realizó usando el Espectrógrafo de dispersión intermedia y el Sistema de imágenes (ISIS) en el Telescopio William Herschel (WHT) y el Sistema óptico para imágenes y Espectroscopía integrada de baja resolución intermedia (OSIRIS) en el Gran Telescopio de Canarias (GTC), ambos que se encuentran en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma.
De acuerdo con lo que predice la teoría moderna, la estrella se encontró en el halo galáctico, el componente extendido de nuestra galaxia que llega más allá del disco galáctico (la porción visible). Es en esta región donde se cree que las estrellas más antiguas y pobres en metales se encuentran en las galaxias, por lo tanto, el equipo confiaba en que aquí se encontraría una estrella que se remonta al Universo temprano.
Como Jonay González Hernández, profesor de la Universidad de La Laguna, miembro del IAC y coautor del artículo, explicó en un comunicado de prensa del IAC:
“La teoría predice que estas estrellas podrían usar material de las primeras supernovas, cuyos progenitores fueron las primeras estrellas masivas en la galaxia, alrededor de 300 millones de años después del Big Bang. A pesar de su antigüedad y su distancia de nosotros, todavía podemos observarlo ”.
Los espectros obtenidos por los instrumentos ISIS y OSIRIS confirmaron que la estrella era pobre en metales, lo que indica que J0815 + 4729 tiene solo una millonésima parte del calcio y el hierro que contiene el Sol. Además, el equipo también notó que la estrella tiene un mayor contenido de carbono que nuestro Sol, lo que representa casi el 15% por ciento de su abundancia solar (es decir, la abundancia relativa de sus elementos).
En resumen, J0815 + 4729 puede ser la estrella más pobre en hierro y rica en carbono que los astrónomos conocen actualmente. Además, encontrarlo fue bastante difícil ya que la estrella es débil en luminosidad y fue enterrada dentro de una gran cantidad de datos de archivo SDSS / BOSS. Como Carlos Allende Prieto, otro investigador de IAC y coautor del artículo, indicó:
“Esta estrella estaba escondida en la base de datos del proyecto BOSS, entre un millón de espectros estelares que hemos analizado, lo que requiere un considerable esfuerzo de observación y cálculo. Requiere espectroscopía de alta resolución en telescopios grandes para detectar los elementos químicos en la estrella, lo que puede ayudarnos a comprender las primeras supernovas y sus progenitores ".
En el futuro cercano, el equipo predice que los espectrógrafos de próxima generación podrían permitir una mayor investigación que revelaría más sobre las abundancias químicas de la estrella. Dichos instrumentos incluyen el espectrógrafo de alta resolución HORS, que actualmente se encuentra en una fase de prueba en el Gran Telescopio Canarias (GTC).
"La detección de litio nos brinda información crucial relacionada con la nucleosíntesis del Big Bang", dijo Rafael Rebolo, director del IAC y coautor del artículo. "Estamos trabajando en un espectrógrafo de alta resolución y amplio rango espectral para medir la composición química detallada de las estrellas con propiedades únicas como J0815 + 4719".
Estos futuros estudios seguramente serán de gran ayuda para los astrónomos y cosmólogos. Además de ser una oportunidad para estudiar las estrellas que se formaron cuando el Universo todavía estaba en su infancia, podrían proporcionar una nueva visión de las primeras etapas del universo, la formación de las primeras estrellas y las propiedades de las primeras supernovas. En otras palabras, nos acercarían un paso más para saber cómo se formó y evolucionó el Universo tal como lo conocemos.
