Nota de prensa

Ya no hay donde esconderse: desenmascaran estrellas primitivas fuera de la Vía Láctea

17 de Febrero de 2010

Después de años escondiéndose con éxito, las estrellas más primitivas fuera de nuestra Vía Láctea han sido finalmente desenmascaradas. Nuevas observaciones realizadas con el Very Large Telescope de ESO, han servido para resolver un importante enigma astrofísico concerniente a las estrellas más antiguas de nuestro vecindario galáctico, algo que resulta crucial para la comprensión de las estrellas primitivas de nuestro Universo.

“En efecto, hemos encontrado un defecto en los métodos forenses usados hasta ahora”, dice Else Starkenburg, primer autor del artículo que presenta este estudio. “Nuestro enfoque mejorado nos permitió develar las estrellas primitivas ocultas en medio de las demás estrellas comunes”.

Se piensa que las estrellas primitivas se formaron del material forjado justo después del Big Bang, hace 13,7 mil millones de años. Normalmente tienen menos de una milésima parte de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio que posee nuestro Sol, por lo que son conocidas como “estrellas extremadamente pobres en metales” [1]. Pertenecen a una de las primeras generaciones de estrellas en el Universo cercano y resultan extremadamente escasas, siendo observadas principalmente en la Vía Láctea.

Los cosmólogos piensas que las grandes galaxias, como la Vía Láctea, se formaron de la fusión de galaxias más pequeñas. Las estrellas extremadamente pobres en metales o “primitivas” en nuestra Vía Láctea debieron estar ya presente en las galaxias enanas a partir de las cuales se formó, por lo que poblaciones similares deberían estar presentes en otras galaxias enanas. “Hasta ahora, la evidencia de esto ha sido escasa”, dice la coautora Giuseppina Battaglia. “Largos rastreos realizados en los últimos años siguen mostrando que la población de estrellas muy antiguas en la Vía Láctea no coincide con la de galaxias enanas, lo que no era esperable según los modelos cosmológicos”.

La abundancia de elementos se mide a través de espectros, los que entregan las huellas químicas de las estrellas [2]. El Equipo de Abundancia y Velocidades-radiales de galaxias Enanas [3] usó el instrumento FLAMES del Very Large Telescope de ESO para medir el espectro de unas dos mil estrellas gigantes individuales en cuatro de nuestro vecinos, las galaxias enanas Fornax, Sculptor, Sextans y Carina. Debido a que las galaxias enanas están normalmente a 300 mil años-luz de distancia, lo que equivale a tres veces el tamaño de nuestra Vía Láctea, sólo los rasgos intensos del espectro pueden ser medidos, mostrando una vaga y difusa huella. El quipo descubrió que ninguna de la larga colección de huellas químicas efectivamente pertenecía a la clase que estaban buscando, las escasas estrellas extremadamente pobres en metales de la Vía Láctea.

El equipo de astrónomos que acompaña a Starkenburg ha arrojado nueva luz sobre el problema de comparar cuidadosamente espectros a través de modelos computacionales. Encontraron que sólo sutiles diferencias distinguen la huella química de una estrella normal pobre en metales de una extremadamente pobre en metales, lo que explicaría por qué los métodos previos no lograban hacer la identificación.

Los astrónomos también confirmaron el casi prístino estado de numerosas estrellas extremadamente pobres en metales, gracias al espectro aún más detallado obtenido con el instrumento UVES del Very Large Telescope de ESO. “Comparado con las vagas huellas que habíamos obtenido antes, esto es como si hubiéramos mirado las huellas a través de un microscopio”, explica la integrante del equipo Vanessa Hill. “Lamentablemente, sólo un pequeño número de estrellas pueden ser observadas de esta manera debido al enorme tiempo que consume”.

“Entre las nuevas estrellas extremadamente pobres en metales descubiertas en estas galaxias enanas, tres poseen una cantidad relativa de elementos químicos pesados que va desde 1/3000 a 1/10000 de lo observado en nuestro Sol, incluyendo el récord de la estrella más primitiva encontrada hasta ahora fuera de nuestra Vía Láctea”, dice el miembro del equipo Martin Tafelmeyer.

“Nuestro trabajo no sólo ha develado algunas de las interesantes primeras estrellas en estas galaxias, sino que también ha entregado una nueva y poderosa técnica para descubrir más estrellas de este tipo”, concluye Starkenburg. “Desde ahora ya no hay lugar para esconderse”.

Notas

[1] Según la definición usada en astronomía, “metales” son todos los elementos diferentes al hidrógeno y el helio. Estos metales, a excepción de unos pocos elementos químicos muy livianos, han sido creados por varias generaciones de estrellas.

[2] Como lo demuestra el arcoíris, la luz blanca puede ser descompuesta en diferentes colores. Los astrónomos descomponen artificialmente la luz que reciben de objetos distantes en diferentes colores (u ondas). Sin embargo, donde nosotros distinguimos siete colores del arcoíris, los astrónomos obtienen cientos de finos matices al producir un espectro, que es un registro de las diferentes cantidades de luz que emite el objeto en cada angosta franja de color. Los detalles de un espectro –mayor cantidad de luz emitida en ciertos colores, menos en otros- entregan signos que indican la composición química de la materia que produce luz.

[3] El Equipo de Abundancia y Velocidades-radiales de galaxias Enanas (DART según su sigla en inglés) está integrado por miembros de institutos de nueve países diferentes.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en un artículo que aparece en la revista Astronomy and Astrophysics (“The NIR Ca II triplet at low metallicity” , E. Starkenburg et al.). Otro artículo que se encuentra en elaboración (Tafelmeyer et al.) presenta las mediciones de varias estrellas primitivas realizadas por UVES.

El equipo está compuesto por Else Starkenburg, Eline Tolstoy, Amina Helmi, y Thomas de Boer (Kapteyn Astronomical Institute, Universidad de Groningen, Holanda), Vanessa Hill (Laboratoire Cassiopée, Université de Nice Sophia Antipolis, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Francia), Jonay I. González Hernández (Observatoire de Paris, CNRS, Meudon, Francia y Universidad Complutense de Madrid, España), Mike Irwin (University of Cambridge, Reino Unido), Giuseppina Battaglia (ESO), Pascale Jablonka y Martin Tafelmeyer (Université de Genève, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza), Matthew Shetrone (University of Texas, McDonald Observatory, Estados Unidos), y Kim Venn (University of Victoria, Canadá).

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 14 países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en existencia. ESO está planificando actualmente un telescopio de óptica infrarroja cercana de 42 metros, el E-ELT, European Extremely Large Telescope, que se convertirá en “el ojo más grande del mundo en el cielo”.

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