El halo de nuestra galaxia alberga tres de las estrellas más antiguas

Astrofísicos del MIT han descubierto tres de las estrellas más antiguas del universo y resulta que viven en nuestro propio vecindario galáctico.

El equipo detectó las estrellas en el "halo" de la Vía Láctea, la nube de estrellas que envuelve todo el disco galáctico principal. Según el análisis del equipo, las tres estrellas se formaron hace entre 12.000 y 13.000 millones de años, el momento en que tomaban forma las primeras galaxias.

Huellas dactilares de hierro en una galaxia activa cercana

Los investigadores han acuñado las estrellas SASS (Small Accreted Stellar System) ya que creen que cada estrella perteneció alguna vez a su propia galaxia pequeña y primitiva que luego fue absorbida por la Vía Láctea, más grande pero aún en crecimiento. Hoy en día, las tres estrellas son todo lo que queda de sus respectivas galaxias. Rodean las afueras de la Vía Láctea, donde el equipo sospecha que puede haber más supervivientes estelares antiguos de este tipo.

Árbol genealógico cósmico

"Estas estrellas más antiguas definitivamente deberían estar allí, dado lo que sabemos sobre la formación de galaxias", dice en un comunicado Anna Frebel, profesora de física del MIT. "Son parte de nuestro árbol genealógico cósmico. Y ahora tenemos una nueva forma de encontrarlas".

A medida que descubren estrellas SASS similares, los investigadores esperan utilizarlas como análogas de galaxias enanas ultradébiles, que se cree que son algunas de las primeras galaxias supervivientes del universo. Estas galaxias todavía están intactas hoy en día, pero son demasiado distantes y débiles para que los astrónomos puedan estudiarlas en profundidad.

Como las estrellas SASS pueden haber pertenecido alguna vez a galaxias enanas primitivas similares, pero están en la Vía Láctea y, como tales, mucho más cerca, podrían ser una clave accesible para comprender la evolución de las galaxias enanas ultradébiles.

"Ahora podemos buscar más análogos en la Vía Láctea, que sean mucho más brillantes, y estudiar su evolución química sin tener que perseguir estas estrellas extremadamente débiles", afirma Frebel, cuya investigación se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

El equipo trabajó a partir de datos estelares recopilados por Frebel a lo largo de los años desde el telescopio Magallanes-Clay de 6,5 metros en el Observatorio Las Campanas.

En particular, buscaban estrellas antiguas que se formaron poco después del Big Bang, que ocurrió hace 13.800 millones de años. En ese momento, el universo estaba compuesto principalmente de hidrógeno y helio y cantidades muy bajas de otros elementos químicos, como el estroncio y el bario.

Su búsqueda se centró en tres estrellas que fueron observadas originalmente por el telescopio de Magallanes entre 2013 y 2014. Los astrónomos nunca dieron seguimiento a estas estrellas en particular para interpretar sus espectros y deducir sus orígenes.

Pudieron determinar la composición química de cada una con diversos modelos estelares. La intensidad de una característica particular en el espectro estelar, correspondiente a una longitud de onda de luz específica, corresponde a una abundancia particular de un elemento específico.

Después de finalizar su análisis, concluyeron con seguridad que las tres estrellas contenían cantidades muy bajas de estroncio, bario y otros elementos como el hierro, en comparación con su estrella de referencia: nuestro propio sol. De hecho, una estrella contenía menos de 1/10.000 de la cantidad de hierro a helio en comparación con el sol actual.

La baja abundancia química de las estrellas insinuaba que se formaron originalmente hace entre 12 y 13 mil millones de años. De hecho, sus bajas firmas químicas eran similares a las que los astrónomos habían medido previamente en algunas galaxias enanas antiguas y ultradébiles. ¿Las estrellas del equipo se originaron en galaxias similares? ¿Y cómo llegaron a estar en la Vía Láctea?

Por una corazonada, los científicos comprobaron los patrones orbitales de las estrellas y cómo se mueven por el cielo. Las tres estrellas se encuentran en diferentes ubicaciones a lo largo del halo de la Vía Láctea y se estima que están a unos 30.000 años luz de la Tierra. (Como referencia, el disco de la Vía Láctea tiene 100.000 años luz de diámetro).

En dirección contraria

Mientras seguían el movimiento de cada estrella alrededor del centro galáctico utilizando observaciones del satélite astrométrico Gaia, el equipo notó una cosa curiosa: en comparación con la mayoría de las estrellas en el disco principal, que se mueven como autos en una pista de carreras, las tres estrellas parecían estar yendo por el camino equivocado. En astronomía, esto se conoce como "movimiento retrógrado" y es un indicio de que un objeto alguna vez fue "acumulado" o atraído desde otro lugar.

El hecho de que estas tres estrellas estuvieran orbitando de maneras completamente diferentes al resto del disco galáctico e incluso al halo, combinado con el hecho de que tenían una baja abundancia química, demostraba contundentemente que las estrellas eran realmente antiguas y alguna vez pertenecieron a galaxias enanas más pequeñas que cayeron en la Vía Láctea en ángulos aleatorios y continuaron sus obstinadas trayectorias miles de millones de años después.