El Gran Telescopio Canarias de La Palma encuentra rastros de las primeras estrellas del Universo en una galaxia vecina

El Gran Telescopio Canarias (Grantecan o GTC), situado en el Observatorio del Roque de Los Muchachos, en las cumbres de la Villa de Garafía, “encuentra rastros de las primeras estrellas del Universo en una galaxia vecina”, destaca el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en un comunicado. Este hallazgo, señala, “abre una nueva ventana para investigar uno de los periodos más remotos y desconocidos de la historia cósmica”.

Las claves sobre “las primeras estrellas podrían estar escondidas mucho más cerca de lo esperado”, explica. Un equipo internacional liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), añadae, ha detectado en “una galaxia vecina posibles rastros químicos de las mismísimas primeras estrellas del Universo”. El escenario del descubrimiento “es NGC 1277, una conocida galaxia 'reliquia'. Mientras que las galaxias normales crecen y se transforman fusionándose con otras a lo largo de su historia”, prosigue, “este sistema compacto formó la mayor parte de sus estrellas muy rápidamente en el Universo primitivo y se quedó congelada en el tiempo. Actuando como una cápsula del tiempo cósmica, esta galaxia es perfecta para descifrar, desde la Tierra, el mismo tipo de galaxias primitivas que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) está descubriendo ahora en los confines del Universo”.

Agrega que “utilizando el instrumento EMIR del Gran Telescopio de Canarias (GTC), el telescopio óptico-infrarrojo más grande del mundo, ubicado en el Observatorio del Roque de Los Muchachos, los científicos captaron una señal química de silicio inusualmente intensa en esta galaxia”. “La luz infrarroja nos permite identificar elementos químicos que son muy difíciles de estudiar con otro tipo de observaciones. En NGC 1277 hemos encontrado una cantidad de silicio mucho mayor de la observada hasta ahora en ninguna otra galaxia. Esta peculiar composición apunta que la galaxia conserva el rastro de algunas de las primeras generaciones de estrellas”, explica Elham Eftekhari, primera autora del estudio, quién realizó este trabajo durante su etapa posdoctoral en el IAC y que actualmente trabaja en el Observatorio de Leiden. 

Normalmente, se añade en la nota, “el silicio y el magnesio son elementos químicos en el interior de estrellas masivas y se dispersan por el espacio en proporciones similares cuando estas mueren y explotan como supernovas. Sin embargo, en esta galaxia el silicio se dispara en comparación con el magnesio. Esta anomalía indica que el gas pudo enriquecerse a partir de estrellas muy masivas y con muy pocos elementos pesados; es decir, estrellas muy primitivas del Universo conocidas como estrellas de Población III”. “No estamos observando directamente las primeras estrellas, que desaparecieron hace miles de millones de años. Lo que vemos es la huella química que dejaron en las generaciones posteriores”, explica Alexandre Vazdekis, coautor del estudio e investigador del IAC. 

En la nota se señala que “eso es precisamente lo que convierte a estas cápsulas del tiempo, las galaxias reliquia, en laboratorios tan potentes. Mientras el JWST intenta buscar las galaxias primitivas en los confines más lejanos del cosmos, el GTC demuestra que se pueden estudiar esa misma infancia cósmica aquí al lado, en alta definición”. “NGC 1277 es única porque formó la mayor parte de sus estrellas en una etapa muy temprana y luego evolucionó de forma totalmente pasiva. Mientras otras galaxias normales han borrado sus firmas químicas originales al mezclarse con otras, NGC 1277 ha logrado preservar intacto ese exceso de silicio, que actúa como el registro fósil de la infancia del Universo”, apunta Anna Ferré-Mateu, coautora del estudio e investigadora del IAC. 

Detectar estas señales químicas “tan sutiles requiere una precisión extrema que solo está al alcance de los telescopios terrestres más potentes” como el GTC:  “Este resultado ha sido posible gracias a las observaciones de alta calidad del GTC de 10,4 metros. Los datos en el infrarrojo cercano han abierto una ventana a la composición química detallada de uno de los mejores ejemplos de galaxia reliquia masiva, convirtiéndose en la llave para entender los primeros pasos de la formación de galaxias” menciona Michael Beasley, investigador del IAC y coautor del estudio. Para explicar este exceso de silicio, los científicos apuntan a las supernovas por inestabilidad de pares, unas explosiones teóricas que destruirían por completo a las estrellas más masivas del Universo primitivo. Aunque esta teoría es la que mejor encaja con los datos, el equipo señala que también pueden haber contribuido otras vías de enriquecimiento asociadas a estrellas “muy masivas”.

Este descubrimiento “abre una nueva vía para estudiar las primeras generaciones de estrellas sin salir de nuestro Universo cercano, revelando las pistas clave sobre cómo se formaron las primeras galaxias”. El hallazgo proporciona, además, “una valiosa hoja de ruta para el telescopio James Webb, que ahora podrá buscar estas mismas huellas químicas en las galaxias más lejanas del Universo”.