Ciencia y Tecnología

Unos estudiantes hallan la estrella más ‘pura’ del Universo justo al lado de nuestra galaxia

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El Big Bang dio a luz un Universo que, al principio, no era más que una turbia sopa de partículas de altísima energía a miles de millones de grados de temperatura. Pero a medida que, durante cientos de millones de años, el espacio se fue expandiendo y enfriando, la gravedad hizo su trabajo y nacieron las primeras estrellas de la historia, gigantes de gas formados exclusivamente por los elementos más básicos, los únicos que existían entonces: hidrógeno y helio. Esas estrellas vivieron deprisa, ardieron con furia y murieron jóvenes en explosiones cataclísmicas que, por primera vez, sembraron el vacío cósmico con los primeros elementos pesados forjados en sus corazones ardientes. Jamás hemos visto, ni podremos ver directamente, a una de estas estrellas pioneras, conocidas por los científicos como de ‘Población III’.Sin embargo, a veces el Universo nos hace regalos inesperados . Y en esta ocasión, los beneficiarios han sido diez estudiantes universitarios, un grupo que acaba de toparse con lo más parecido que existe a esas estrellas primigenias: un auténtico ‘fósil’ de la segunda generación estelar, la estrella más prístina y pura jamás hallada hasta el momento en el Universo conocido. Los resultados de este asombroso hallazgo, refrendado por la colaboración internacional del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), se acaban de publicar en ‘Nature Astronomy’.Un tesoro para la cienciaEn Astronomía, las cosas son bastante simples cuando se trata de la tabla periódica: cualquier elemento más pesado que el hidrógeno y el helio es considerado automáticamente un ‘metal’. Nuestro propio Sol, por ejemplo, es una estrella relativamente joven (de Población I) y es rica en metales porque se formó a partir del colapso de nubes de gas abundantemente reciclado y enriquecido por la muerte de muchas generaciones anteriores de estrellas.Su composición, casi carente de metales, abre una ventana inédita a los primeros instantes tras el Big BangPero una estrella ‘prístina’ (de Población II) es algo totalmente diferente, ya que tiene una metalicidad extraordinariamente baja. Lo cual nos indica, de forma inequívoca, que se ‘encendió’ cuando el Universo era aún muy primitivo y casi no había elementos pesados flotando en el frío espacio. Encontrar estas reliquias es como hallar el Santo Grial . Son como cápsulas del tiempo que han permanecido intactas prácticamente desde la Creación. Y dado que no podemos observar a los monstruos originarios de la primera generación estelar, los científicos se afanan en buscar a sus descendientes más directos para deducir las propiedades que debieron tener sus ‘padres’.Noticia relacionada general No No Sus primeras palabras Los astronautas del Artemis II: «La Tierra era como un bote salvavidas flotando en el universo»«Ninguna estrella de la Población III ha sido observada jamás -explica Kevin Schlaufman, profesor asociado de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins y coautor del estudio-, ya sea porque eran masivas, vivieron rápido y murieron jóvenes, o porque las de menor masa que podrían persistir hasta hoy son extremadamente raras. Sea como fuere, las propiedades de esta primera generación estelar son una de las incógnitas más importantes de la astrofísica moderna. Aunque esta estrella no tiene una composición primordial en sí misma, es lo más cerca que los astrónomos han estado nunca de la generación de la Población III».En la ilustración, la gigante roja SDSS J0715-7334, nacida en la Gran Nube de Magallanes, se ha desplazado hasta los confines de la Vía Láctea. Navid Marvi/Carnegie ScienceEl ‘Gordo’ le tocó a diez estudiantesA pesar de su importancia, el hallazgo no fue obra de avezados astrofísicos curtidos en mil batallas estelares, sino de diez estudiantes de la Universidad de Chicago durante su curso de ‘Astrofísica de campo’, liderados por el profesor Alex Ji y los asistentes Hillary Andales y Pierre Thibodeaux.Como parte de su ejercicio de inmersión en la ‘ciencia real’, los jóvenes pasaron semanas buceando entre los masivos datos de la quinta fase del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un colosal proyecto que lleva 25 años cartografiando el cielo y que ahora emplea robots automatizados para adquirir a toda velocidad los espectros de millones de objetos estelares. Así, y de entre una interminable maraña de datos, el equipo seleccionó una lista de 77 estrellas que prometían ser interesantes. Acto seguido, viajaron en sus vacaciones de primavera al Observatorio de Las Campanas de la Carnegie Science, en Chile, para utilizar el potente espectrógrafo de alta resolución MIKE, acoplado a los gigantescos telescopios Magallanes. Sería la primera vez que se enfrentaran al manejo de un gran telescopio profesional.La noche del 21 de marzo de 2025 fue su primera experiencia a los mandos del telescopio. Y el Universo les hizo un regalo inolvidable. La segunda estrella a la que apuntaron, bautizada secamente como SDSS J0715-7334, era justo el ‘premio Gordo’ que muchos astrónomos llevaban años buscando.«La encontramos la primera noche y cambió por completo nuestros planes para el curso», confiesa el profesor Ji. El diseño original de la investigación preveía dedicar apenas 10 minutos a cada estrella de la lista, pero esta los hipnotizó de tal forma que fue imposible apartar la mirada de ella. «Estuve mirando la cámara toda la noche para asegurarme de que funcionaba bien», relata aún emocionada Natalie Orrantia, una de las estudiantes que protagonizó el descubrimiento. El equipo acabó escudriñando el astro durante tres intensas horas ininterrumpidas.En el gráfico, la Vía Láctea con la posición de SDSS J0715-7334 marcada con un símbolo de estrella. La línea roja muestra el camino que el ‘Antiguo Inmigrante’ ha tomado a través de nuestra galaxia; la azul discontinua, el camino esperado para una estrella nacida en la Gran Nube de Magallanes. Vedant Chandra/Colaboración SDSSUn ‘inmigrante’ ancestralUbicada en los arrabales de la Vía Láctea, a ‘sólo’ unos 80.000 años luz de la Tierra, SDSS J0715-7334 es en la actualidad una gigante roja que se asoma ya al final de su larguísima existencia. Pero cruzando los nuevos datos con la colosal base de movimientos estelares de la misión Gaia (de la Agencia Espacial Europea), el grupo de estudiantes pudo rastrear el viaje espacial de esta abuela estelar, desvelando que la estrella no nació aquí. En realidad, se formó en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite enana que órbita a la nuestra, y acabó siendo arrastrada hacia la Vía Láctea hace miles de millones de años. Por esta fascinante epopeya espacial, el profesor Ji no dudó en apodarla como un ‘inmigrante ancestral’.Pero la mayor sorpresa llegó al examinar el espectro de su luz y leer la química íntima de la estrella. Sus entrañas, de hecho, estaban hechas casi exclusivamente de hidrógeno y helio. Una auténtica rareza estelar que contenía menos del 0,005 por ciento de los metales que tiene nuestro Sol. Para ponerlo en perspectiva: la nueva estrella es más del doble de pobre en metales que la que ostentaba hasta ahora el récord absoluto del Universo, y su contenido en hierro es unas 40 veces menor que el de la siguiente estrella conocida más pobre en hierro. «Analizamos la estrella en busca de una gran variedad de elementos -señala Ha Do, otro de los estudiantes del grupo- y la abundancia es extraordinariamente baja en todos ellos».El misterio del carbono ausenteLa mayor rareza de todas estaba oculta en los niveles de carbono de la estrella. Tras dividir a la clase en grupos de análisis especializados, Orrantia y Do lideraron la investigación sobre el carbono de la reliquia cósmica y descubrieron que sus niveles eran tan nimios que resultaban virtualmente indetectables. Y eso supone un desafío mayúsculo a la física de formación estelar. Tradicionalmente, en efecto, para que una inmensa nube de gas en el espacio logre colapsar por su propio peso y encender la fusión nuclear para dar a luz una estrella, se necesitan elementos pesados, como el carbono o el oxígeno, que actúen como refrigerantes, liberando calor. Las primerísimas estrellas del Universo lograron formarse con grandes dificultades, apoyándose en las ineficientes moléculas de hidrógeno, pero en cuanto el carbono apareció en el cosmos, tomó las riendas de la formación estelar.SDSS J0715-7334, sin embargo, desafía este patrón. «La estrella -explica el profesor Ji- tiene tan poco carbono que sugiere que una temprana lluvia de polvo cósmico fue la responsable de su creación. Esta vía de formación sólo se ha visto una vez antes». Es decir, que la estrella se forjó en un rarísimo escenario químico intermedio, donde un espolvoreo de microscópicas cenizas sólidas dejadas por una brutal supernova de la Población III permitió que la nube de gas consiguiera enfriarse lo suficiente para formar a nuestro ‘inmigrante’.Secretos al descubiertoTirando del hilo químico, el equipo de estudiantes dedujo que la supergigante original, cuya explosión sembró de materia a nuestro ‘inmigrante’ debió ser un astro de masa colosal que estalló con un vigor y una furia inusuales. Las implicaciones de este descubrimiento guiarán las búsquedas futuras, porque como apunta Schlaufman, «es posible que vayamos a encontrar una proporción relativamente mayor de estrellas ultra pobres en metales en galaxias como las Nubes de Magallanes que en nuestra propia Vía Láctea».MÁS INFORMACIÓN noticia Si Los astronautas de Artemis II regresan a la Tierra y abren las puertas a la conquista de la Luna noticia Si Los astronautas de Artemis II son rescatados sanos y salvos tras un amerizaje perfecto en el PacíficoMás allá de los impresionantes datos, este hallazgo pone de relieve la enorme importancia de democratizar las grandes instalaciones astronómicas. Juna Kollmeier, directora del proyecto SDSS-V, reflexiona sobre el significado de este avance: «Cuando yo era estudiante, prefería con creces investigar a tomar clases. Estos estudiantes han descubierto algo más que la estrella más prístina. Han descubierto su derecho inalienable a la física. Proyectos como SDSS y Gaia hacen esto posible para estudiantes de todas las edades en cualquier parte de la Tierra, demostrando que todavía queda mucho margen para el descubrimiento». El Big Bang dio a luz un Universo que, al principio, no era más que una turbia sopa de partículas de altísima energía a miles de millones de grados de temperatura. Pero a medida que, durante cientos de millones de años, el espacio se fue expandiendo y enfriando, la gravedad hizo su trabajo y nacieron las primeras estrellas de la historia, gigantes de gas formados exclusivamente por los elementos más básicos, los únicos que existían entonces: hidrógeno y helio. Esas estrellas vivieron deprisa, ardieron con furia y murieron jóvenes en explosiones cataclísmicas que, por primera vez, sembraron el vacío cósmico con los primeros elementos pesados forjados en sus corazones ardientes. Jamás hemos visto, ni podremos ver directamente, a una de estas estrellas pioneras, conocidas por los científicos como de ‘Población III’.Sin embargo, a veces el Universo nos hace regalos inesperados . Y en esta ocasión, los beneficiarios han sido diez estudiantes universitarios, un grupo que acaba de toparse con lo más parecido que existe a esas estrellas primigenias: un auténtico ‘fósil’ de la segunda generación estelar, la estrella más prístina y pura jamás hallada hasta el momento en el Universo conocido. Los resultados de este asombroso hallazgo, refrendado por la colaboración internacional del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), se acaban de publicar en ‘Nature Astronomy’.Un tesoro para la cienciaEn Astronomía, las cosas son bastante simples cuando se trata de la tabla periódica: cualquier elemento más pesado que el hidrógeno y el helio es considerado automáticamente un ‘metal’. Nuestro propio Sol, por ejemplo, es una estrella relativamente joven (de Población I) y es rica en metales porque se formó a partir del colapso de nubes de gas abundantemente reciclado y enriquecido por la muerte de muchas generaciones anteriores de estrellas.Su composición, casi carente de metales, abre una ventana inédita a los primeros instantes tras el Big BangPero una estrella ‘prístina’ (de Población II) es algo totalmente diferente, ya que tiene una metalicidad extraordinariamente baja. Lo cual nos indica, de forma inequívoca, que se ‘encendió’ cuando el Universo era aún muy primitivo y casi no había elementos pesados flotando en el frío espacio. Encontrar estas reliquias es como hallar el Santo Grial . Son como cápsulas del tiempo que han permanecido intactas prácticamente desde la Creación. Y dado que no podemos observar a los monstruos originarios de la primera generación estelar, los científicos se afanan en buscar a sus descendientes más directos para deducir las propiedades que debieron tener sus ‘padres’.Noticia relacionada general No No Sus primeras palabras Los astronautas del Artemis II: «La Tierra era como un bote salvavidas flotando en el universo»«Ninguna estrella de la Población III ha sido observada jamás -explica Kevin Schlaufman, profesor asociado de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins y coautor del estudio-, ya sea porque eran masivas, vivieron rápido y murieron jóvenes, o porque las de menor masa que podrían persistir hasta hoy son extremadamente raras. Sea como fuere, las propiedades de esta primera generación estelar son una de las incógnitas más importantes de la astrofísica moderna. Aunque esta estrella no tiene una composición primordial en sí misma, es lo más cerca que los astrónomos han estado nunca de la generación de la Población III».En la ilustración, la gigante roja SDSS J0715-7334, nacida en la Gran Nube de Magallanes, se ha desplazado hasta los confines de la Vía Láctea. Navid Marvi/Carnegie ScienceEl ‘Gordo’ le tocó a diez estudiantesA pesar de su importancia, el hallazgo no fue obra de avezados astrofísicos curtidos en mil batallas estelares, sino de diez estudiantes de la Universidad de Chicago durante su curso de ‘Astrofísica de campo’, liderados por el profesor Alex Ji y los asistentes Hillary Andales y Pierre Thibodeaux.Como parte de su ejercicio de inmersión en la ‘ciencia real’, los jóvenes pasaron semanas buceando entre los masivos datos de la quinta fase del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un colosal proyecto que lleva 25 años cartografiando el cielo y que ahora emplea robots automatizados para adquirir a toda velocidad los espectros de millones de objetos estelares. Así, y de entre una interminable maraña de datos, el equipo seleccionó una lista de 77 estrellas que prometían ser interesantes. Acto seguido, viajaron en sus vacaciones de primavera al Observatorio de Las Campanas de la Carnegie Science, en Chile, para utilizar el potente espectrógrafo de alta resolución MIKE, acoplado a los gigantescos telescopios Magallanes. Sería la primera vez que se enfrentaran al manejo de un gran telescopio profesional.La noche del 21 de marzo de 2025 fue su primera experiencia a los mandos del telescopio. Y el Universo les hizo un regalo inolvidable. La segunda estrella a la que apuntaron, bautizada secamente como SDSS J0715-7334, era justo el ‘premio Gordo’ que muchos astrónomos llevaban años buscando.«La encontramos la primera noche y cambió por completo nuestros planes para el curso», confiesa el profesor Ji. El diseño original de la investigación preveía dedicar apenas 10 minutos a cada estrella de la lista, pero esta los hipnotizó de tal forma que fue imposible apartar la mirada de ella. «Estuve mirando la cámara toda la noche para asegurarme de que funcionaba bien», relata aún emocionada Natalie Orrantia, una de las estudiantes que protagonizó el descubrimiento. El equipo acabó escudriñando el astro durante tres intensas horas ininterrumpidas.En el gráfico, la Vía Láctea con la posición de SDSS J0715-7334 marcada con un símbolo de estrella. La línea roja muestra el camino que el ‘Antiguo Inmigrante’ ha tomado a través de nuestra galaxia; la azul discontinua, el camino esperado para una estrella nacida en la Gran Nube de Magallanes. Vedant Chandra/Colaboración SDSSUn ‘inmigrante’ ancestralUbicada en los arrabales de la Vía Láctea, a ‘sólo’ unos 80.000 años luz de la Tierra, SDSS J0715-7334 es en la actualidad una gigante roja que se asoma ya al final de su larguísima existencia. Pero cruzando los nuevos datos con la colosal base de movimientos estelares de la misión Gaia (de la Agencia Espacial Europea), el grupo de estudiantes pudo rastrear el viaje espacial de esta abuela estelar, desvelando que la estrella no nació aquí. En realidad, se formó en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite enana que órbita a la nuestra, y acabó siendo arrastrada hacia la Vía Láctea hace miles de millones de años. Por esta fascinante epopeya espacial, el profesor Ji no dudó en apodarla como un ‘inmigrante ancestral’.Pero la mayor sorpresa llegó al examinar el espectro de su luz y leer la química íntima de la estrella. Sus entrañas, de hecho, estaban hechas casi exclusivamente de hidrógeno y helio. Una auténtica rareza estelar que contenía menos del 0,005 por ciento de los metales que tiene nuestro Sol. Para ponerlo en perspectiva: la nueva estrella es más del doble de pobre en metales que la que ostentaba hasta ahora el récord absoluto del Universo, y su contenido en hierro es unas 40 veces menor que el de la siguiente estrella conocida más pobre en hierro. «Analizamos la estrella en busca de una gran variedad de elementos -señala Ha Do, otro de los estudiantes del grupo- y la abundancia es extraordinariamente baja en todos ellos».El misterio del carbono ausenteLa mayor rareza de todas estaba oculta en los niveles de carbono de la estrella. Tras dividir a la clase en grupos de análisis especializados, Orrantia y Do lideraron la investigación sobre el carbono de la reliquia cósmica y descubrieron que sus niveles eran tan nimios que resultaban virtualmente indetectables. Y eso supone un desafío mayúsculo a la física de formación estelar. Tradicionalmente, en efecto, para que una inmensa nube de gas en el espacio logre colapsar por su propio peso y encender la fusión nuclear para dar a luz una estrella, se necesitan elementos pesados, como el carbono o el oxígeno, que actúen como refrigerantes, liberando calor. Las primerísimas estrellas del Universo lograron formarse con grandes dificultades, apoyándose en las ineficientes moléculas de hidrógeno, pero en cuanto el carbono apareció en el cosmos, tomó las riendas de la formación estelar.SDSS J0715-7334, sin embargo, desafía este patrón. «La estrella -explica el profesor Ji- tiene tan poco carbono que sugiere que una temprana lluvia de polvo cósmico fue la responsable de su creación. Esta vía de formación sólo se ha visto una vez antes». Es decir, que la estrella se forjó en un rarísimo escenario químico intermedio, donde un espolvoreo de microscópicas cenizas sólidas dejadas por una brutal supernova de la Población III permitió que la nube de gas consiguiera enfriarse lo suficiente para formar a nuestro ‘inmigrante’.Secretos al descubiertoTirando del hilo químico, el equipo de estudiantes dedujo que la supergigante original, cuya explosión sembró de materia a nuestro ‘inmigrante’ debió ser un astro de masa colosal que estalló con un vigor y una furia inusuales. Las implicaciones de este descubrimiento guiarán las búsquedas futuras, porque como apunta Schlaufman, «es posible que vayamos a encontrar una proporción relativamente mayor de estrellas ultra pobres en metales en galaxias como las Nubes de Magallanes que en nuestra propia Vía Láctea».MÁS INFORMACIÓN noticia Si Los astronautas de Artemis II regresan a la Tierra y abren las puertas a la conquista de la Luna noticia Si Los astronautas de Artemis II son rescatados sanos y salvos tras un amerizaje perfecto en el PacíficoMás allá de los impresionantes datos, este hallazgo pone de relieve la enorme importancia de democratizar las grandes instalaciones astronómicas. Juna Kollmeier, directora del proyecto SDSS-V, reflexiona sobre el significado de este avance: «Cuando yo era estudiante, prefería con creces investigar a tomar clases. Estos estudiantes han descubierto algo más que la estrella más prístina. Han descubierto su derecho inalienable a la física. Proyectos como SDSS y Gaia hacen esto posible para estudiantes de todas las edades en cualquier parte de la Tierra, demostrando que todavía queda mucho margen para el descubrimiento».  

El Big Bang dio a luz un Universo que, al principio, no era más que una turbia sopa de partículas de altísima energía a miles de millones de grados de temperatura. Pero a medida que, durante cientos de millones de años, el espacio se fue … expandiendo y enfriando, la gravedad hizo su trabajo y nacieron las primeras estrellas de la historia, gigantes de gas formados exclusivamente por los elementos más básicos, los únicos que existían entonces: hidrógeno y helio. Esas estrellas vivieron deprisa, ardieron con furia y murieron jóvenes en explosiones cataclísmicas que, por primera vez, sembraron el vacío cósmico con los primeros elementos pesados forjados en sus corazones ardientes. Jamás hemos visto, ni podremos ver directamente, a una de estas estrellas pioneras, conocidas por los científicos como de ‘Población III’.

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