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El mes pasado la prestigiosa revista científica Nature publicó un artículo liderado por la estudiante de doctorado (y amiga) Louise Howes (@Lousie, ANU/RSAA, Australia). El título de este artículo científico es "Estrellas con extremadamente poco contenido en metales creadas en el amanecer cósmico localizadas en el bulbo de la Vía Láctea" (Extremely metal-poor stars from the cosmic dawn in the bulge of the Milky Way) y usa datos de los telescopio 1.2m Skymapper, 3.9m Anglo-Australian Telescope (ambos en el Observatorio de Siding Spring, NSW, Australia) y el Telescopio 6.5m Magellan Clay (Observatorio de Las Campanas, Chile) para estudiar estrellas muy viejas en el bulbo de la Vía Láctea.
Imagen del Centro Galáctico conseguida combinando datos obtenidos con el telescopio 1.2m Skymapper. Crédito: Chris Owen (ANU/RSAA).
El objetivo de esta investigación era buscar estrellas muy muy viejas: estrellas tan viejas que incluso ni la Vía Láctea había nacido cuando se formaron. ¿Cómo sabemos los astrónomos esas cosas? Pues estudiando con mucho detalle la composición química de las estrellas usando datos espectroscópicos profundos. Sólo el hidrógeno y el helio (con trazas de litio) se crearon en el Big Bang: el resto de los elementos químicos que componen nuestro Universo se han creado dentro de las estrellas (oxígeno, nitrógeno, carbono, hierro) o por procesos relacionados con la evolución estelar (por ejemplo, explosiones de supernova, que son las que crean los elementos pesados, como el oro, cobre, plata, uranio). Conforme pasa el tiempo y más generaciones de estrellas nacen, la cantidad de metales (para los astrónomos, todo lo que no es hidrógeno o helio) aumenta. Así que si encontramos una estrella con muy poco contenido en metales estaremos bastante seguros de que lo que estamos viendo es un objeto muy, muy, muy antiguo.
Louise ha usando el instrumento 2dF a bordo del Telescopio Anglo-Australiano y el espectrógrafo MIKE del Telescopio Magellan Clay para obtener espectros profundos de alta resolución de estrellas candidatas a ser muy viejas en el bulbo Galáctico. Estas estrellas candidatas se identificaron usando imágenes ópticas obtenidas con el Telescopio 1.2m Skymapper. Con estas observaciones, Louise Howes y colaboradores han detectado 23 estrellas que son extremadamente pobres en metales. Estas estrellas poseen unos niveles sorprendentemente bajos de carbono, hierro y otros elementos pesados. De hecho, los autores del estudio detallan el descubrimiento de una estrella en particular cuya cantidad de hierro es 10 mil veces menor de la que encontramos en el Sol. Estas estrellas se formaron hace muchísimo tiempo, a corrimientos al rojo (redshifts) mayors que 15, ¡lo que quiere decir que estamos viendo en nuestra propia Vía Láctea estrellas que se formaron sólo unos 300 millones de años después del Big Bang!
Además, el estudio sugiere que estas primeras estrellas no pudieron explotar como supernovas normales, sino que lo hicieron como hipernovas. Este tipo de explosión estelar es aún poco entendida por los expertos, quienes creen que sucedían en estrellas que rotaban muy rápidamente, siendo capaz de producir hasta 10 veces más energía que las supernovas típicas. Finalmente, el artículo científico presenta un estudio de la cinemática (cómo se mueven) de estas estrellas viejas usando los datos espectroscópicos de alta resolución. Las observaciones indican que las estrellas están en órbitas compactas alrededor del centro de la Galaxia, descartando que sean estrellas del halo que están pasando ahora cerca del bulbo de la Vía Láctea. Esta característica es también indicio de que estas estrellas viejas detectadas ahora por primera vez se crearon hace mucho tiempo.
Vídeo corto (3 minutos) que detalla (en inglés) los resultados principales de este artículo. Crédito: ANU.
A nivel personal, quiero añadir de que estoy muy contento de que yo haya sido el astrónomo de soporte de Louise durante sus observaciones en el AAT en los últimos años. Pero aún estoy más contento al ver que, a pesar del mal tiempo que hemos tenido en algún que otro momento, Louise ha conseguido unos preciosos resultados, ¡que han sido publicados nada menos que en Nature! ¡Muchas felicidades, Louise!
Más información:
- Artículo científico en Nature: Howes et al. 2015, Extremely metal-poor stars from the cosmic dawn in the bulge of the Milky Way, 11 November 2015.
- Artículo científico en arXiv
- Nota de prensa de ANU
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