Astrónomos reportan en la revista Nature que han descubierto una estrella en las afueras de la Vía Láctea con una composición química diferente a todo lo que han visto antes.
Coincide con las expectativas teóricas de la huella química dejada por estrellas muy tempranas y muy masivas. Esta es la evidencia más clara hasta el momento de que las primeras estrellas incluían estrellas muy masivas.
Las primeras estrellas nacieron de nubes de gas que contenían solo hidrógeno y helio, y la fusión nuclear dentro de las estrellas y las explosiones de supernovas crearon nuevos elementos, los primeros pasos en la formación de un mundo diverso de materia.
Las teorías predicen que las primeras estrellas pueden haber incluido muchas estrellas muy masivas que rara vez se ven en el Universo actual. Las estrellas que superan las 140 veces la masa del Sol pueden haber cambiado el entorno del Universo con una intensa radiación ultravioleta y pueden haber tenido un impacto significativo en la formación de la siguiente generación de estrellas por supernovas muy energéticas (Pair-Instability Supernovae: PISNe)
Sin embargo, hay una falta de evidencia observacional clara de la existencia de tales supernovas causadas por estrellas muy masivas. Se han realizado grandes esfuerzos para observar estrellas muy antiguas en la Vía Láctea, junto con observaciones de galaxias distantes y materia intergaláctica. Algunas de las viejas estrellas nacieron de nubes de gas que capturaron elementos expulsados por las primeras estrellas, y sus composiciones químicas registran el material producido por las primeras supernovas. Dado que PISNe causado por estrellas muy masivas produce composiciones químicas que son muy diferentes de las de las supernovas ordinarias de colapso del núcleo, podemos esperar identificar la firma de estrellas muy masivas entre las estrellas viejas.
Un equipo de astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), los Observatorios Astronómicos Nacionales de China (NAOC) y otros institutos han realizado estudios utilizando el telescopio de exploración chino LAMOST para identificar estrellas de la generación temprana en la Vía Láctea y midieron su composiciones químicas detalladas usando el Telescopio Subaru.
Entre ellos, han descubierto la estrella J1010+2358 con composiciones químicas características producidas por una supernova de inestabilidad de pares. Este es el rastro más claro de tales supernovas encontrado hasta la fecha, y apoya firmemente la teoría de que las estrellas que tienen masas más de 140 veces mayores que la masa del Sol ciertamente se formaron en el Universo primitivo.
El descubrimiento de J1010+2358 es una evidencia directa de la inestabilidad hidrodinámica debida a la producción de pares electrón-positrón en la teoría de la evolución de estrellas muy masivas. La creación de pares electrón-positrón reduce la presión térmica dentro del núcleo de una estrella muy masiva y conduce a un colapso parcial.
"Proporciona una pista esencial para restringir la función de masa inicial en el universo primitivo", dice en un comunicado el profesor ZHAO Gang, autor correspondiente del estudio. "Antes de este estudio, no se había encontrado evidencia de supernovas de estrellas tan masivas en las estrellas pobres en metales".
