¿Cómo nacieron las estrellas? La supernova más lejana jamás encontrada podría darnos la respuesta
El telescopio James Webb ha detectado la supernova más lejana jamás observada, lo que podría responder a preguntas sobre las primeras estrellas.
Durante el primer millón de años del universo no se formó ninguna estructura, pero al final de una era llamada Edad Oscura aparecieron las primeras estrellas. Se considera que estas primeras estrellas pertenecen a una población denominada Población III. La característica de las estrellas de esta población es que estaban formadas únicamente por hidrógeno y helio.
Debido a la composición de estas estrellas, eran más calientes y más grandes y sólo vivieron unos pocos millones de años. Hasta la fecha, no se ha observado ninguna estrella de Población III y los astrónomos de todo el mundo se están esforzando por encontrar estas estrellas. Un ejemplo es el telescopio espacial James Webb, que fue lanzado con la misión de observar las primeras estrellas.
Un grupo de astrónomos utilizó datos del James Webb para encontrar la supernova más distante jamás registrada. La supernova ocurrió cuando el universo tenía unos 2 mil millones de años. El interés de este tipo de supernova observada es que puede proporcionar información sobre la tasa de expansión del universo en ese momento.
Supernovas
Hay dos tipos principales de supernovas en el universo que se denominan tipo I y tipo II. Ambos tipos están relacionados con procesos estelares que involucran las etapas finales de la vida de una estrella. El tipo I está asociado con sistemas binarios donde uno de los componentes es una enana blanca. El tipo II ocurre cuando una estrella masiva llega al final de su vida y se produce un colapso.
Estos eventos son importantes por diferentes razones, una de las cuales es la distribución y creación de elementos más pesados como el oro. Cuando se produce una supernova, el choque de material que se propaga por el espacio propaga elementos químicos. Varios de los elementos que encontramos en la Tierra y que son esenciales para la vida, como el hierro, se forman y propagan mediante supernovas.
Medir la expansión del universo
Otra razón por la que las supernovas son de interés astronómico es que las supernovas de tipo Ia son una forma de medir la tasa de expansión del universo. Se llaman velas cósmicas porque funcionan como una especie de marcador para medir la expansión. Esto sucede porque la radiación electromagnética emitida por las supernovas de tipo Ia es uniforme y no varía mucho.
Sabiendo que la radiación electromagnética es constante para las diferentes supernovas de tipo Ia, midiendo el brillo aparente en el cielo es posible calcular a qué distancia se encuentra. Al calcular la tasa de expansión de las supernovas distantes, los astrónomos notaron que parecían más débiles de lo esperado . Esto concordaba con las predicciones de una expansión acelerada del universo y fue posible estimar el ritmo de esta expansión.
La primera luz
Para comprender el universo y hacer estimaciones como la tasa de expansión, es necesario mirar al pasado. Cuanto más miramos en el universo, más atrás miramos debido a la velocidad finita de la luz. Esto nos ayuda a estudiar cómo se formaron y evolucionaron las estructuras del universo, como las galaxias y las estrellas.
Para comprender cómo surgieron las primeras galaxias y estrellas, es necesario observar el universo joven. La idea es que las primeras estructuras se formaron al final de una época llamada Edad Oscura, cuando el universo tenía alrededor de 300 o 400 millones de años. Para observar este tiempo es necesario utilizar telescopios infrarrojos.
El telescopio espacial James Webb
Cuando la luz que fue emitida en un período remoto del universo llega hasta nosotros, se ha estirado y está siendo lanzada a mayores distancias. Este efecto se conoce como corrimiento al rojo o corrimiento al rojo. Por tanto, se necesitan telescopios sensibles al infrarrojo para obtener observaciones de cuando el universo era joven y cuando se estaban formando las primeras estructuras.
Uno de esos telescopios es el Telescopio Espacial James Webb, que se lanzó en diciembre de 2021. El telescopio fue construido con el objetivo de observar la formación de las primeras galaxias y ofrecer respuestas a preguntas abiertas. Además, el telescopio ayuda en la búsqueda de estrellas de la población de tipo III que serían las primeras estrellas del universo.
El sorprendente descubrimiento
Utilizando datos del James Webb, un grupo de astrónomos estadounidenses ha encontrado evidencia de supernovas distantes de Tipo Ia. Una de estas supernovas batió el récord de supernova más distante jamás registrada. Habría sucedido cuando el universo tenía alrededor de 2000 millones de años, siendo apenas un remanente de las primeras estrellas que se formaron.
Our distant supernova catalog got 10 times bigger, thanks to the JWST! And, of course, our has broken the record of the most distant supernovae we've ever detected. Of particular interest are Type 1a supernovae. These supernovae share the property of having the same brightness no pic.twitter.com/EqkD5reyS3
— Sophia Gad-Nasr (@Astropartigirl) June 12, 2024
El siguiente paso, según los astrónomos, es utilizar estas observaciones para estimar la cantidad de metal presente. La concentración de metales es importante para comprender qué tipo de estrellas estuvieron involucradas en la supernova. Además, es importante intentar descifrar si la enana blanca podría pertenecer a la población III cuando se encontraba en la secuencia principal.
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