20 de agosto de 2009
H. Ito et al./ Subaru Tel.
Las estrellas viejas son claves para entender la naturaleza de las primeras estrellas y las primeras etapas de la formación del Universo. Observaciones realizadas por el telescopio Subaru, usando su espectroscopio de alta resolución, HDS, han producido datos acerca de la composición química de una estrella vieja y brillante, BD+44 493, que arroja luz sobre cómo se podrían haber desarrollado las primeras estrellas durante la infancia del Universo.
Las estrellas viejas son mensajeros importantes
Según la teoría del Big Bang, el Universo estaba compuesto casi exclusivamente de hidrógeno y helio. La creación de elementos distintos del hidrógeno y del helio (a los elementos más pesados se los conoce técnicamente como “metales” en astrofísica) ocurrió más tarde, a través de un proceso de nucleosíntesis, cuando los nuevos núcleos atómicos se desarrollaron dentro de las estrellas. Por lo tanto, la proporción de los metales en un objeto astronómico (su “metalicidad”) puede proporcionar una indicación de su edad. Las estrellas más viejas tienen menor metalicidad que las estrellas más jóvenes, como es el caso del Sol. Debido a que sus atmósferas suelen conservar la composición química del gas del que se formaron, las estrellas más viejas, de baja metalicidad, dejan testimonio de su propia creación, información que proporciona pistas sobre los procesos que ocurrieron en el Universo temprano.
Investigación reciente revela características de estrellas deficientes en metales
Estas estrellas viejas con pocos elementos pesados (baja metalicidad) se encuentran en la Vía Láctea. Los astrónomos han buscado intensamente tales estrellas y un equipo de astrónomos descubrió una estrella, HE1327-2326, que estableció el récord de la estrella más deficiente en metales que se ha encontrado. La observación de Subaru con el espectrógrafo de alta dispersión mostró que tenía el menor contenido de hierro jamás visto, pero que su proporción de carbono y nitrógeno, en relación con el hierro, era muy alta (vea aquí).
En 2001, otro grupo descubrió una estrella deficiente en hierro, HE0107-5240, que mostraba un patrón similar. Esto llevó a los astrónomos a suponer que la historia del enriquecimiento de metales de estas dos estrellas era muy diferente de las de otras estrellas de bajo contenido metálico.
Estudios espectroscópicos de una muestra más grande de estrellas deficientes en metales están en curso con el telescopio Subaru y proporcionan más pistas sobre su desarrollo temprano. En el curso de uno de estos estudios, una estrella de novena magnitud fue observada en el crepúsculo, como una estrella de referencia para el programa de observación. Aunque las estrellas de novena magnitud no son visibles a simple vista, son lo suficientemente brillantes como para verse con telescopios personales. Los análisis mostraron que esta estrella brillante, BD +44 493, contenía sólo 1 / 5000 de los elementos pesados del Sol y era 10 veces más brillante que las estrellas de baja metalicidad conocidas hasta ahora.
La combinación del brillo excepcional de BD +44 493 y la alta resolución del instrumento de espectroscopia de Subaru, sentó las bases para precisar los detalles de la composición química de la estrella con un espectro de muy alta calidad. Una secuencia de observaciones con el telescopio Subaru reveló una abundancia de carbono relativamente alta, una característica similar a la de la mayoría de las estrellas deficientes en metales descubierta hace cuatro años, así como índices detallados de abundancia de otros elementos.
Los astrónomos encontraron evidencia de un tipo especial de supernovas en el Universo muy temprano
Varios escenarios han sido propuestos para explicar las peculiaridades químicas de estas estrellas, que son generalmente pobres en metales, sin embargo, tienen una abundancia de carbono relativamente alta. Basado en el análisis espectroscópico detallado del patrón de la abundancia de elementos químicos de BD +44 493, el equipo de astrónomos que realizó esta investigación concluyó que sólo un modelo específico explica sus conclusiones. Al menos, estas estrellas de bajo contenido metálico se formaron a partir de una nube de gas contaminado por una explosión de supernova de una primera generación de estrellas masivas, que dio lugar a estas estrellas ricas en carbono, pero pobres en material metálico. Esto está en consonancia con los últimos estudios sobre el enriquecimiento de elementos químicos en el Universo, que revelaron que las estrellas y las supernovas generaron los elementos pesados o metales (vea aquí).
Las mediciones de abundancia de elementos químicos de BD +44 493 han proporcionado nuevas pruebas de la clase especial de supernovas presentes en las fases muy tempranas de la galaxia. Como un mensajero brillante, esta vieja estrella de novena magnitud le ha dado conocimiento acerca de la evolución química del Universo temprano.
Este estudio fue publicado en Astrophysical Journal Letters en junio de 2009 (The Astrophysical Journal, 698: L37-L41, 2009 10 de junio) y sus autores son H. Ito, W. Aoki, S. Honda, y T. Beers.
Más información en:
http://www.subarutelescope.org
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Etiquetas: Cosmología, estrellas
