Un análisis reciente de objetos celestes en el entorno extragaláctico reveló un astro con características químicas inusuales
Buenos Aires-(Nomyc)-Una estrella con una antigüedad excepcional, identificada como “PicII-503” fue descubierta en la diminuta “Galaxia Enana Pictor II” y reveló una composición química extraordinaria: posee una deficiencia de hierro y a la vez destaca por su sobreabundancia extrema de carbono, en un estudio liderado por Anirudh Chiti, becario Brinson en la Universidad de Stanford y publicado en Nature Astronomy y este hallazgo permite responder sobre “el enigma del origen de las estrellas ricas en carbono, observadas en el halo de la Vía Láctea”, según los autores.
“PicII-503”, que se ubica en los márgenes de Pictor II, una galaxia enana ultra débil con más de diez mil millones de años y varios miles de estrellas, situada en la constelación de Pictor, contiene menos hierro que cualquier otra estrella hallada fuera de la Vía Láctea y exhibe una inusitada riqueza en carbono, lo que coincide de manera plena, con el observado en las estrellas de halo ricas en carbono de la Vía Láctea, cuyo origen permanecía sin explicación verificable desde hacía décadas.
La detección fue posible gracias a la Cámara de Energía Oscura (DECam), desarrollada por el Departamento de Energía de Estados Unidos e instalada en el Telescopio “Víctor M. Blanco” de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF), como parte del programa NSF NOIRLab y el descubrimiento, se integró en los datos recogidos por el programa “Mapping the Ancient Galaxy in CaHK” (MAGIC), que durante 54 noches recolectó información con filtros de banda estrecha sensibles a la absorción del calcio, permitiendo estimar la metalicidad de miles de estrellas solo con imágenes.
Según subraya Chiti, el carácter singular del hallazgo tiene que ver con que “sin los datos de MAGIC, habría sido imposible aislar esta estrella entre los cientos de otras estrellas en las proximidades de la galaxia enana ultra débil Pictor II”.
El análisis combinado con observaciones del Telescopio Magellan/Baade y el Very Large Telescope de ESO, permitió confirmar que “PicII-503” muestra las concentraciones de hierro y calcio más bajas jamás registradas fuera de la Vía Láctea y estas características químicas, la identifican de manera inequívoca, como un verdadero fósil estelar de segunda generación, una “cápsula del tiempo” que preserva la huella del enriquecimiento químico de las primeras estrellas.
“PicII-503”, constituye el primer ejemplo inequívoco de una estrella de segunda generación en una galaxia enana ultra débil y el análisis químico, muestra una proporción de carbono a hierro que supera en más de 1.500 veces la del Sol.
Este desbalance, confirma el modelo teórico en el que algunas estrellas de segunda generación se forman a partir de material enriquecido por supernovas de baja energía de la primera generación estelar y en tales explosiones, el hierro —formado en el núcleo estelar— regresa al remanente compacto, mientras que elementos más ligeros como el carbono se eyectan hacia el medio interestelar, sembrando la creación de nuevas estrellas.
Sobre la dificultad del hallazgo, Chiti expresó “descubrir una estrella que conserva inequívocamente los metales pesados de las primeras estrellas era algo que considerábamos imposible, dada la extrema rareza de estos objetos”.
El director del programa “NOIRLab”, Chris Davis, califica el estudio como un caso de “arqueología cósmica”, y anticipa avances en la materia con nuevos relevamientos como el Legacy Survey of Space and Time del Observatorio Rubin de la NSF y el Departamento de Energía.
La sobreabundancia de carbono y el modelo de supernovas de baja energía: el descubrimiento de “PicII-503”, aporta pruebas decisivas en apoyo de la hipótesis de que las estrellas pobres en metales pero ricas en carbono, detectadas en el halo de la Vía Láctea durante décadas, se originaron en galaxias enanas.
Según los astrónomos, la proporción de carbono respecto al hierro en “PicII-503” es más de 1.500 veces superior a la del Sol, dato que, subraya el equipo liderado por Chiti en Nature Astronomy, “la convierte en un caso sin precedentes en observaciones extragalácticas”.
El caso de “PicII-503” contribuye a resolver el debate sobre el origen de las estrellas pobres en metales con alto contenido de carbono del halo de la Vía Láctea y sobre esto, el investigador señala “además, se relaciona directamente con la señal que hemos visto en las estrellas del halo de la Vía Láctea con menor metalicidad, lo que vincula sus orígenes con la naturaleza enriquecida por la formación de las primeras estrellas de estos objetos”.
“Pictor II”, con varios miles de estrellas y una antigüedad que excede los diez mil millones de años, aparece descrita por NSF NOIRLab como una estructura fósil que, gracias a PicII-503, ofrece una ventana inigualable al primer ciclo de evolución química universal.
La característica distintiva de “PicII-503” es su deficiente contenido de hierro: menos de 1/40.000 parte de la del Sol y la menor abundancia de hierro medida fuera de la Vía Láctea y su composición química, la distingue de cualquier otra estrella conocida en galaxias enanas y el hallazgo, conecta y explica la dispersión en el halo de la Vía Láctea de estrellas pobres en metales, abundantemente ricas en carbono, cuya procedencia resultaba incierta hasta el momento.
Los datos sugieren que tales estrellas se originaron en minúsculas galaxias enanas, como Pictor II, que a lo largo de la historia cósmica, terminaron fusionándose con la Vía Láctea, diseminando así estos antiguos fósiles estelares en su halo exterior.
La investigación, también demuestra la potencia metodológica del programa MAGIC, ya que gracias a su “filtro especializado”, capaz de identificar la presencia de calcio en espectros estelares, los científicos pudieron aislar con precisión la señal de baja metalicidad característica de “PicII-503” entre miles de posibles candidatas y el equipo, enfatiza que, sin esta estrategia observacional, el hallazgo habría sido inalcanzable con los métodos convencionales.
Chris Davis, del NSF NOIRLab, destaca que “descubrimientos como este constituyen arqueología cósmica, que desentierra fósiles estelares excepcionales que conservan las huellas de las primeras estrellas del universo”.
Además, anticipa múltiples avances futuros con la puesta en marcha del proyecto Legacy Survey of Space and Time del Observatorio Rubin y el Departamento de Energía de Estados Unidos para finales de este año.
“PicII-503”, no solo representa una cápsula del tiempo que preserva la huella del universo ancestral, sino que abre una nueva comprensión sobre los mecanismos tempranos de formación de elementos químicos esenciales para la construcción de planetas, moléculas complejas y, eventualmente, la vida misma.
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