El telescopio espacial James Webb lleva años revelando galaxias del universo temprano con un aspecto que no encajaba bien con los modelos existentes: más pequeñas, más grumosas y con estallidos de formación estelar muy intensos. Un nuevo estudio basado en observaciones del telescopio Hubble, publicado el 21 de septiembre en The Astrophysical Journal Supplement Series, apunta a un sospechoso concreto: las estrellas masivas que se forman en entornos extremadamente pobres en metales podrían comportarse de forma muy distinta a como asumían los modelos actuales.
El proyecto: TEMPOS
El trabajo forma parte de TEMPOS (Tesoro de Estrellas O Extremadamente Pobres en Metales, por sus siglas en inglés), un sondeo del telescopio espacial Hubble que usa el espectrógrafo de orígenes cósmicos (COS) para examinar, en ultravioleta, estrellas masivas de tipo O en galaxias cercanas que se parecen químicamente a los entornos del universo temprano. Según la investigadora Telford, coautora del estudio, las estrellas masivas con baja metalicidad son especialmente importantes para construir modelos precisos de galaxias tempranas.
Por qué hay que mirar galaxias cercanas para entender el universo lejano
Los astrónomos no pueden examinar estrellas individuales del universo profundo y lejano con suficiente detalle para medir muchas de sus propiedades directamente. Por eso TEMPOS se dirigió a galaxias enanas relativamente cercanas, cuya composición química, con metalicidades por debajo de una quinta parte de la del Sol, ofrece una comparación útil con las condiciones del universo primitivo. El sondeo analizó 29 estrellas masivas repartidas en seis galaxias enanas locales.
El hallazgo central: vientos estelares sorprendentemente débiles
Las estrellas masivas pierden material de forma gradual mediante potentes vientos estelares, corrientes de partículas que expulsan al espacio a lo largo de su vida. El equipo descubrió que, a medida que cae la metalicidad del entorno, la velocidad máxima de esos vientos estelares también tiende a disminuir. Si las estrellas extremadamente pobres en metales pierden menos material a través de sus vientos, podrían conservar más de su masa original a lo largo de toda su vida, un cambio que alteraría de forma sustancial cómo evolucionan y cómo terminan muriendo.
El papel clave del hierro
Entre los elementos pesados presentes en las estrellas masivas, el hierro resulta especialmente importante: ayuda a impulsar los vientos estelares, influye en cómo evolucionan estas estrellas, y juega un papel relevante en los procesos que conducen a su eventual explosión como supernova. Sin embargo, medir hierro en entornos extremadamente pobres en metales es notoriamente difícil. El equipo encontró que las estrellas masivas en galaxias ricas en oxígeno (alta metalicidad) mostraban, en general, una absorción de hierro mucho más fuerte en sus espectros ultravioleta que las estrellas en galaxias pobres en oxígeno (baja metalicidad), y que la variación en esa absorción dentro del propio conjunto de datos de TEMPOS sugiere que estas estrellas pobres en metales abarcan un rango amplio de abundancias de hierro.
El conjunto de datos más grande de su tipo
Según la cobertura de la Universidad de Utah, el sondeo TEMPOS entrega el conjunto de datos más grande jamás reunido de este tipo, lo que permitirá a los astrónomos modelar estas estrellas con mucho más detalle y medir propiedades como abundancias químicas y tasas de pérdida de masa impulsadas por el viento estelar, información que en última instancia podría ayudar a interpretar lo que el Webb está observando en el universo temprano.
Qué implica en la práctica
- Para interpretar las observaciones del Webb: los modelos actuales de evolución estelar, construidos principalmente sobre estrellas de metalicidad similar a la del Sol, podrían necesitar ajustes sustanciales para entornos tan pobres en metales como los del universo temprano.
- Para entender la reionización cósmica: estrellas masivas que conservan más masa por vientos más débiles podrían emitir radiación ionizante de forma distinta a la prevista, con implicaciones para cómo se reionizó el universo tras la edad oscura cósmica.
- Para futuras observaciones: el conjunto de datos de TEMPOS servirá como referencia para calibrar modelos durante años, incluso antes de que existan telescopios capaces de resolver estrellas individuales a esas distancias cósmicas tan extremas.
Nuestra lectura
Lo valioso de este trabajo es que ataca el problema por el camino correcto: en lugar de especular sobre cómo deberían comportarse las estrellas en el universo temprano, el equipo encontró un laboratorio natural cercano, galaxias enanas con la química adecuada, donde realmente se pueden medir esas estrellas con instrumentos actuales. Que los vientos estelares se debiliten tanto en estos entornos es un hallazgo con consecuencias en cascada para prácticamente todos los modelos que los astrónomos usan para interpretar las galaxias más antiguas y extrañas que el Webb sigue descubriendo.
Fuentes: ScienceDaily, Universidad de Utah y UFO Feed.
1 comentario en «Vientos estelares más débiles en estrellas masivas podrían explicar las extrañas galaxias que capta el Webb»