Imagen artística de las explosiones de supernovas de las primeras estrellas masivas que se formaron en la vía láctea. La estrella j0815 + 4729 se formó a partir del material expulsado por estas primeras supernovas. Crédito:Gabriel Pérez, SMM (IAC)
Un equipo internacional de astrónomos de la Universidad de California en San Diego, el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), y la Universidad de Cambridge han detectado grandes cantidades de oxígeno en la atmósfera de una de las estrellas más antiguas y más empobrecidas que se conocen:una "estrella primitiva" que los científicos llaman J0815 + 4729.
Este nuevo hallazgo que se hizo utilizando el Observatorio W. M. Keck en Maunakea en Hawai para analizar la composición química de la estrella antigua, proporciona una pista importante sobre cómo se produjeron el oxígeno y otros elementos importantes en las primeras generaciones de estrellas en el universo.
Los resultados se publican en el 21 de enero de Edición 2020 de la Las cartas del diario astrofísico .
"Este resultado es muy emocionante. Nos habla de algunos de los primeros tiempos del universo mediante el uso de estrellas en nuestro patio trasero cósmico, ", dijo el científico jefe del Observatorio Keck, John O'Meara." Espero ver más mediciones como esta para que podamos comprender mejor la siembra más temprana de oxígeno y otros elementos en todo el universo joven ".
El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el universo después del hidrógeno y el helio, y es esencial para todas las formas de vida en la Tierra, como la base química de la respiración y un componente básico de los carbohidratos. También es el principal componente elemental de la corteza terrestre. Sin embargo, el oxígeno no existía en el universo temprano; se crea a través de reacciones de fusión nuclear que ocurren en el interior de las estrellas más masivas, aquellos con masas de aproximadamente 10 veces la masa del Sol o más.
Rastrear la producción temprana de oxígeno y otros elementos requiere estudiar las estrellas más antiguas que aún existen. J0815 + 4729 es una de esas estrellas; reside sobre 5, 000 años luz de distancia hacia la constelación Lynx.
"Las estrellas como J0815 + 4729 se denominan estrellas halo, "explicó el astrofísico Adam Burgasser de UC San Diego, 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 incluyen al Sol ".
Las estrellas de halo como J0815 + 4729 son estrellas verdaderamente antiguas, permitiendo a los astrónomos echar un vistazo a la producción de elementos al principio de la historia del universo.
El equipo de investigación observó J0815 + 4729 utilizando el espectrómetro Echelle de alta resolución del Observatorio Keck (HIRES) en el telescopio Keck I de 10 m. Los datos, que requirió más de cinco horas mirando la estrella durante una sola noche, se utilizaron para medir la abundancia de 16 especies químicas en la atmósfera de la estrella, incluido el oxígeno.
"La composición primitiva de la estrella indica que se formó durante los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, posiblemente del material expulsado de las primeras supernovas de la Vía Láctea, "dijo Jonay González Hernández, Investigador postdoctoral Ramón y Cajal y autor principal del estudio.
Los datos HIRES de la estrella del Observatorio Keck revelaron una composición química muy inusual. Si bien tiene cantidades relativamente grandes de carbono, nitrógeno, y oxígeno:aproximadamente 10, 8, y el 3 por ciento de las abundancias medidas en el Sol; otros elementos como el calcio y el hierro tienen abundancias alrededor de una millonésima parte de la del Sol.
"Sólo se conocen unas pocas estrellas de este tipo en el halo de nuestra galaxia, pero ninguno tiene una cantidad tan enorme de carbono, nitrógeno, y oxígeno en comparación con su contenido de hierro, "dijo David Aguado, investigador postdoctoral de la Universidad de Cambridge y coautor del estudio.
La búsqueda de estrellas de este tipo implica proyectos dedicados que examinan cientos de miles de espectros estelares para descubrir algunas fuentes raras como J0815 + 4729, luego observaciones de seguimiento para medir su composición química. Esta estrella se identificó por primera vez en los datos obtenidos con el Sloan Digital Sky Survey (SDSS), luego caracterizado por el equipo IAC en 2017 utilizando el Gran Telescopio de Canarias en La Palma, España.
"Hace treinta años, comenzamos en el IAC para estudiar la presencia de oxígeno en las estrellas más antiguas de la galaxia; esos resultados ya habían indicado que este elemento se produjo enormemente en las primeras generaciones de supernovas. Sin embargo, no podíamos imaginar que encontraríamos un caso de enriquecimiento tan espectacular como el de esta estrella, "señaló Rafael Rebolo, Director del IAC y coautor del estudio.
