La mejor evidencia observacional de la primera generación de estrellas del universo
El VLT descubre CR7, la galaxia lejana más brillante, y señales de una población estelar de tipo III
17 de Junio de 2015
Utilizando el Very Large Telescope de ESO, un equipo de astrónomos ha descubierto la galaxia más brillante encontrada hasta ahora en el universo temprano, hallando además evidencias de que, acechando en su interior, hay ejemplares de la primera generación de estrellas. Estos objetos masivos, brillantes y puramente teóricos hasta ahora, fueron los creadores de los primeros elementos pesados de la historia, los elementos necesarios para forjar las estrellas que nos rodean hoy en día, de los planetas que las orbitan y de la vida tal y como la conocemos. La galaxia recién descubierta, apodada CR7, es tres veces más brillante que la galaxia distante más brillante conocida hasta ahora.
Los astrónomos han teorizado durante mucho tiempo sobre la existencia de una primera generación de estrellas — conocida por los astrónomos como estrellas de población III — que nacieron del material primordial del Big Bang [1]. Todos los elementos químicos más pesados (como oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro, que son esenciales para la vida) se forjaron en el interior de las estrellas. Esto significa que las primeras estrellas debieron haberse formado a partir de los únicos elementos que existían antes de las estrellas: hidrógeno, helio y trazas de litio.
Estas estrellas de población III habrían sido enormes (varios cientos o incluso mil veces más masivas que el Sol — ardientes y efímeras —) y habrían acabado explotando como supernovas después de tan solo unos dos millones años. Pero hasta ahora la búsqueda de la prueba física de su existencia no había encontrado ninguna evidencia clara [2].
Un equipo dirigido por David Sobral, del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, la Universidad de Lisboa (Portugal) y el Observatorio de Leiden (Países Bajos), ha utilizado el Very Large Telescope (VLT de ESO) para mirar hacia el universo antiguo, hacia un periodo conocido como reionización que tuvo lugar aproximadamente 800 millones de años después del Big Bang. En lugar de llevar a cabo un estudio profundo y limitado de un área pequeña del cielo, ampliaron su alcance para producir el sondeo más amplio de galaxias muy lejanas jamás elaborado.
Este amplio estudio se hizo utilizando el VLT con ayuda del Observatorio W. M. Keck y del telescopio Subaru, así como del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA. El equipo descubrió — y confirmó — una serie de galaxias muy jóvenes asombrosamente brillantes. Una de ellas, bautizada como CR7 [3], era un objeto excepcionalmente raro, sin duda la galaxia más brillante nunca observada en esa etapa en el universo [4]. Con el descubrimiento de CR7 y de otras galaxias brillantes, el estudio ya suponía un éxito, pero una nueva revisión proporcionó más noticias emocionantes.
Los instrumentos X-shooter y SINFONI, instalados en el VLT, descubrieron en CR7 una potente emisión de helio ionizado pero — crucial y sorprendentemente — ninguna señal de elementos más pesados en una brillante zona de la galaxia. Esto significó que el equipo había descubierto la primera evidencia válida de la existencia de cúmulos de estrellas de población III que habían ionizado el gas dentro de una galaxia en el universo temprano [5].
"El descubrimiento desafiaba nuestras expectativas desde el principio", afirma David Sobral, "ya que no esperábamos encontrar una galaxia tan brillante. Entonces, al descubrir la naturaleza de CR7 paso a paso, comprendimos que no sólo habíamos descubierto la galaxia lejana más luminosa, sino que también nos dimos cuenta de que cumplía todas y cada una de las características esperadas de estrellas de población III. Esas estrellas fueron las que formaron los primeros átomos pesados que, en última instancia, nos ha permitido estar aquí. Realmente no hay nada más emocionante que esto".
Dentro de CR7 se encontraron cúmulos de estrellas más azules y un poco más rojas, indicando que la formación de estrellas de población III había tenido lugar por oleadas, tal y como se había predicho. Lo que el equipo observó de forma directa fue la última oleada de estrellas de población III, sugiriendo que tales estrellas deben ser más fáciles de encontrar de lo que se pensaba previamente: residen entre estrellas normales, en las galaxias más brillantes, no sólo en las galaxias más tempranas, más pequeñas y más tenues, que son tan débiles que son extremadamente difíciles de estudiar.
Jorryt Matthee, segundo autor del artículo, concluyó: "siempre me he preguntado de dónde venimos. Incluso siendo niño quería saber de dónde provienen los elementos: el calcio de mis huesos, el carbono de mis músculos, el hierro de mi sangre. Descubrí que estos se formaron primero en los inicios del universo, por la primera generación de estrellas. Con este notable descubrimiento estamos empezando a ver estos objetos por primera vez".
Está previsto llevar a cabo observaciones con el VLT, ALMA y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA para confirmar, más allá de toda duda, que lo que se ha observado son estrellas de población III y buscar e identificar otros ejemplos.
Notas
[1] El nombre población III surgió porque los astrónomos ya habían clasificado a las estrellas de la Vía Láctea como población I (estrellas como el Sol, ricas en elementos más pesados y formando el disco) y población II (estrellas más viejas, con un bajo contenido en elementos pesados y encontradas en el halo y el bulbo de la Vía Láctea y en cúmulos globulares de estrellas).
[2] Encontrar estas estrellas es muy difícil: han debido tener una vida extremadamente breve y habrían brillado en un tiempo en el que el universo era en gran parte opaco a su luz. Resultados anteriores incluyen los siguientes estudios: Nagao, et al., 2008, donde no se detectó helio ionizado; De Breuck et al., 2000, donde se detectó helio ionizado, pero junto con carbono y oxígeno, así como claras firmas de un núcleo galáctico activo; y Cassata et al., 2013, donde se detectó helio ionizado, pero de un ancho equivalente o una intensidad muy bajos, y junto con carbono y oxígeno.
[3] El apodo de CR7 es la abreviatura de COSMOS Redshift 7, una medida de su ubicación en términos de tiempo cósmico. Cuanto mayor es el corrimiento al rojo, más lejana es la galaxia y más atrás en la historia del universo se ve. A1689-zD1, una de las galaxias más antiguas jamás observadas, por ejemplo, tiene un corrimiento al rojo de 7.5.
El apodo fue inspirado por el gran futbolista portugués, Cristiano Ronaldo, conocido como CR7.
[4] CR7 es tres veces más brillante que el anterior titular, Himiko, que se pensó era la única de su tipo en esa época tan temprana. Las galaxias polvorientas, en etapas mucho más tardías en la historia del universo, pueden irradiar una energía total mayor que la de CR7 en forma de radiación infrarroja desde el polvo templado. La energía que proviene de CR7 es, en su mayor parte, luz visible y ultravioleta.
[5] El equipo considera dos teorías alternativas: que la fuente de la luz era o bien un AGN o bien estrellas Wolf-Rayet. La falta de elementos pesados y de otras evidencias, refutan firmemente ambas teorías. El equipo también considera que la fuente puede ser un agujero negro de colapso directo, que son en sí mismos objetos exóticos y excepcionales puramente teóricos. La falta de una línea ancha de emisión y el hecho de que las luminosidades del hidrógeno y el helio fueran mucho mayores de lo predicho para este tipo de agujeros negros indican que esto, también, es poco probable. La falta de emisión de rayos X refutaría aún más esta posibilidad, pero se necesitan observaciones adicionales.
Enlaces
Artículo científico
Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1524.
Imágenes
Impresión artística de CR7: la galaxia más brillante del universo temprano
En esta impresión artística vemos a CR7, una galaxia muy lejana descubierta utilizando el Very Large Telescope de ESO. Es la galaxia más brillante encontrada hasta ahora en el universo temprano y hay fuertes evidencias de que los ejemplos de la primera generación de estrellas están al acecho dentro de ella.Estos objetos masivos, brillantes y puramente teóricos hasta ahora, fueron los creadores de los primeros elementos pesados de la historia, los elementos necesarios para forjar las estrellas que nos rodean hoy en día, de los planetas que las orbitan y de la vida tal y como la conocemos. La galaxia recién descubierta es tres veces más brillante que la galaxia distante más brillante conocida hasta ahora.
Crédito: ESO/M. Kornmesser Imagen eso1524a
Videos
Recreación de CR7: la galaxia más brillante del universo temprano
En este vídeo vemos una recreación de CR7, una galaxia muy lejana descubierta utilizando el Very Large Telescope de ESO. Es la galaxia más brillante encontrada hasta ahora en el universo temprano y hay fuertes evidencias de que los ejemplos de la primera generación de estrellas están al acecho dentro de ella. Estos objetos masivos, brillantes y puramente teóricos hasta ahora, fueron los creadores de los primeros elementos pesados de la historia, los elementos necesarios para forjar las estrellas que nos rodean hoy en día, de los planetas que las orbitan y de la vida tal y como la conocemos. La galaxia recién descubierta es tres veces más brillante que la galaxia distante más brillante conocida hasta ahora.
Crédito: ESO/M. Kornmesser Video eso1524a
La mejor evidencia observacional de la primera generación
- DonQuijote
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- Registrado: 15 Ago 2010, 15:07
- Ubicación: San Lorenzo de El Escorial - Madrid Oeste
La mejor evidencia observacional de la primera generación
Mensajepor DonQuijote » 20 Jun 2015, 14:37
SW 150/1200, LB 12", ETX70, ED-80, Lunt 60.
[img]http://img193.imageshack.us/img193/1980/firmaaams2.gif[/img ]
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Patricio Domínguez Alonso fue un paleontólogo español, gran amante de la Astronomía y Divulgador Científico.
Doctor en Ciencias Biológicas (1999) y especialista en Biología Evolutiva fue profesor de Paleontología en la Facultad de Ciencias Geológicas de la UCM. Miembro del Instituto de Geociencias (CSIC-UCM) desde su creación, estaba integrado en la línea de Investigación del Centro “Episodios críticos en la historia de la Tierra”.
Su trabajo de investigación se centró en el origen de los vertebrados, evolución temprana de aves y estudios sobre el cuaternario en el Caúcaso. Para ello desarrolló estancias de investigación en Reino Unido, Estados Unidos, Brasil, Armenia, China y Honduras (Fte. Wikipedia)
Como aficionado a la Astronomía, desde 2008 fue Presidente de la Asociación Astronómica AstroHenares y socio destacado de la Asociación Astronómica Hubble. Desde 2005 y durante 8 años fue moderador activo y permanente de este foro, convirtiéndose en el usuario más prolífico del mismo y en uno de los garantes de su buen funcionamiento.
Con el apoyo de la Asociación Hubble y la difusión del foro, organizó algunas de las reuniones de aficionados a la Astronomía más importantes de España, como la de Navas de Estena en los Montes de Toledo, conocida como “AstroArbacia”.
Podemos afirmar sin temor a equivocarnos que su pérdida inició el declive del foro allá por 2013. Por eso, tras su renovación queremos rendir homenaje desde la Asociación Hubble a su figura como aficionado a la Astronomía, como persona y como gran amigo de los administradores, moderadores y muchos de los usuarios del foro, a los que siempre ayudaba con agrado y sabiduría en multitud de temas.
Nos vemos en las estrellas, amigo
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