Posible detección de estrellas de población III

By Javiera Rey - junio 17, 2015 8:27 AM - 11 Comments

Poblaciones estelares

Observando la galaxia de Andrómeda, el astrónomo alemán Walter Baade definió, de forma empírica, dos clases de estrellas: las de población I y las de población II.

Las estrellas de población I fueron asociadas por Baade al disco de la galaxia, y son aquellas que contienen cantidades significativas de elementos más pesados que el Helio (que los astrónomos llaman “metales”). La razón es que estas estrellas no son de primera generación, y se formaron a partir de materiales generados por la muerte de estrellas de generaciones anteriores (por ejemplo, el material que vuelve al medio gracias a las supernovas). Nuestro Sol es de población I, y en la Vía Láctea podemos encontrar estas estrellas en los brazos espirales.

Las estrellas de población II son mucho más viejas y pertenecen a las primeras generaciones de estrellas, y podemos encontrarlas en cúmulos globulares y el núcleo de la Vía Láctea. En un principio se pensaba que esta población tenía muy baja metalicidad, pero aunque algunas efectivamente tienen pocos metales (como las estrellas del halo), otras pueden alcanzar metalicidades relativamente altas casi como la del Sol (por ejemplo, las estrellas de población II del bulbo de nuestra galaxia).

La mítica población III

Los astrónomos tenían la hipótesis de que existía una tercera población de estrellas, la III. Las estrellas de este grupo habrían sido la primera generación tras el Big Bang, cuando apenas había trazas de metales. Esto significa que estas estrellas no tendrían ninguna metalicidad (solo formadas por hidrógeno, helio y trazas de litio) y fueron las progenitoras de los metales que nacerían de sus muertes. Se piensa que eran estrellas enormes, cientos o miles de veces más masivas que el Sol, muy calientes y brillantes. Pero el ser tan masivas las habría dotado de una corta vida, y habrían explotado como supernovas luego de unos 2 millones de años. Sin embargo, nunca se habían observado pruebas de la existencia de esta población… hasta ahora (quizás).

La posible detección

Un equipo dirigido por David Sobral en el Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio de la Universidad de Lisboa (Portugal) y también en el Observatorio de Leiden (Países Bajos) ha recurrido al VLT y otros telescopios entre los más potentes para investigar los rincones más antiguos de nuestro Universo, específicamente durante el periodo de reionización, unos 800 millones de años después del Big Bang. Increíblemente, el grupo se encontró un número de galaxias muy jóvenes y luminosas, entre las que se encuentra una identificada como CR7. Esta galaxia es muy particular, y es por lejos la galaxia más brillante que se ha observado en esta época del Universo (reionización).

Los instrumentos X-Shooter y SINFONI instalados en el VLT, detectaron fuertes emisiones de helio ionizado en el núcleo de CR7, pero curiosamente, no se detectó ninguna señal de elementos pesados en la galaxia. Esto podría significar que el equipo ha descubierto la primera prueba tangible de un grupo de estrellas de población III al interior de una galaxia en el Universo temprano.

Según indica David Sobral: “Este descubrimiento ha desafiado nuestras expectativas desde el comienzo, ya que no esperábamos encontrar galaxias así de brillantes. Luego, progresando en el análisis de CR7 nos dimos cuenta que no solo habíamos encontrado la galaxia lejana más luminosa, sino que ella presentaba muy bien cada característica descrita por la teoría de estrellas de población III, en una predicción hecha hace una década por Daniel Schaerer (de la Universidad de Ginebra). Son precisamente estas estrellas las que dieron origen a los primeros átomos pesados, lo que nos permite estar aquí presentes: es absolutamente emocionante.”

Otras observaciones serán llevadas a cabo con el VLT, ALMA y el telescopio espacial Hubble para confirmar que son efectivamente estas estrellas de población III las que fueron observadas, y también poder identificar otros ejemplares.

Fuentes:
Servicio de comunicaciones, Universidad de Ginebra
Poblaciones estelares (Wikipedia)

Enlaces:
EVIDENCE FOR POPIII-LIKE STELLAR POPULATIONS IN THE MOST LUMINOUS LYMAN-α EMITTERS AT THEEPOCH OF RE-IONISATION: SPECTROSCOPIC CONFIRMATION