Oxígeno en las primeras generaciones de estrellas

Imagen artística de la explosión de las primeras estrellas masivas que se formaron en la Vía Láctea. La estrella J0815 + 4729 se formó a partir del material eyectado por estas primeras supernovas. Crédito: Gabriel Pérez, SMM (IAC).

Astrónomos detectan grandes cantidades de oxígeno en la atmósfera de una estrella primitiva

 

Científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en colaboración con la Universidad de Cambridge y la Universidad de California en San Diego, detectan grandes cantidades de oxígeno en la atmósfera de la “estrella primitiva” llamada J0815 + 4729. Este hallazgo, publicado en la revista  The Astrophysical Journal Letters , proporciona una pista importante sobre cómo se produjo el oxígeno y otros elementos químicos en las primeras generaciones de estrellas en el Universo.

 

IAC / El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el Universo después del hidrógeno y el helio. Es esencial para todas las formas de vida en la Tierra y un componente básico de los carbohidratos. También es el componente principal de la corteza terrestre. Sin embargo, el oxígeno no existía en el Universo temprano. Este elemento se crea principalmente dentro de estrellas masivas con masas superiores a aproximadamente 10 masas solares.

El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el Universo después del hidrógeno y el helio

La estrella J0815 + 4729 es una vieja estrella del halo de la galaxia descubierta por el equipo de IAC en 2018 utilizando el Gran Telescopio Canarias (GTC), en el Observatorio Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma). (Ver: “Los astrónomos de IAC encuentran una de las primeras estrellas formadas en la Vía Láctea“).

El equipo de investigación observó recientemente esta estrella con el telescopio Keck en Hawai para determinar la composición química detallada de su atmósfera. “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”, dice Jonay González Hernández, investigador postdoctoral de Ramón y Cajal. El IAC y autor principal del trabajo.

La estrella tiene grandes cantidades de carbono, nitrógeno y oxígeno, aproximadamente 10, 8 y 3 por ciento respectivamente de su cantidad en el Sol

La estrella tiene grandes cantidades de carbono, nitrógeno y oxígeno, aproximadamente 10, 8 y 3 por ciento respectivamente de su cantidad en el Sol, mientras que el contenido de calcio y hierro es casi una millonésima parte de la energía solar.

“Solo unas pocas de esas estrellas se conocen en el halo de nuestra galaxia, pero ninguna tiene una cantidad tan enorme de carbono, nitrógeno y oxígeno en comparación con su contenido de hierro”, dice David Aguado, investigador postdoctoral en la Universidad de Cambridge y Co- autor de este artículo.

Un estudio reciente basado en datos del satélite Gaia confirma que la estrella orbita el halo interno de la Vía Láctea y que está aproximadamente a 5200 años luz de distancia del Sol.

Un estudio reciente basado en datos del satélite Gaia confirma que la estrella orbita el halo interno de la Vía Láctea y que está aproximadamente a 5200 años luz de distancia del Sol

La búsqueda de estrellas de este tipo requiere proyectos dedicados que permitan obtener espectroscopía estelar para determinar sus parámetros fundamentales y composición química. “En el futuro cercano continuaremos nuestras búsquedas de estas estrellas primitivas con datos de los proyectos WEAVE y DESI, y las analizaremos en detalle con observaciones del instrumento HORuS instalado en el GTC”, señala Carlos Allende Prieto, investigador del IAC y coautor de este artículo.

“Las estrellas como J0815 + 4729 se conocen como estrellas de halo”, explica el astrofísico de la UC San Diego  Adam Burgasser, coautor 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”. 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 30 años comenzamos en el IAC para estudiar la presencia de oxígeno en las estrellas más antiguas de la Galaxia. Los resultados ya indicaron que este elemento se produjo enormemente en las primeras generaciones de supernovas, pero no podíamos imaginar que lo haríamos”. encontrar un caso tan espectacular como el de esta estrella”, concluye  Rafael Rebolo, director de IAC y coautor de este trabajo.

Referencia bibliográfica: 
González Hernández, J. et al. “La composición extrema mejorada por CNO de la primitiva estrella enana pobre en hierro J0815 + 4729 *”. The Astrophysical Journal Letters,   https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab62ae

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