Las estrellas más antiguas del universo: cómo los metales revelan el pasado oculto del cosmos

Por miles de millones de años, las estrellas han iluminado el universo, naciendo y muriendo en un ciclo constante que transforma la materia y crea los elementos que hoy forman planetas, vida y galaxias. Sin embargo, no todas las estrellas son iguales, y algunas de ellas, conocidas como estrellas extremadamente pobres en metales (o EMPs, por sus siglas en inglés), podrían ser auténticas cápsulas del tiempo cósmicas, capaces de contarnos cómo fue el universo en sus primeros días.

El Sol, como todas las estrellas de segunda o tercera generación, está compuesto mayoritariamente por hidrógeno y helio, los elementos más simples y abundantes, formados en los primeros instantes tras el Big Bang. Sin embargo, su composición también incluye pequeñas cantidades de otros elementos más pesados, a los que los astrónomos llaman “metales”: carbono, nitrógeno, hierro, oro y muchos más. Estos metales no existieron desde el principio, sino que se formaron en el interior de las estrellas y se dispersaron por el espacio en explosiones violentas como las supernovas o las colisiones de estrellas de neutrones.

Esta característica los convierte en una herramienta esencial para los astrónomos que intentan reconstruir cómo eran las primeras estrellas, aquellas que nacieron cuando el universo era joven y apenas comenzaba a encenderse. Estas primeras estrellas, sin metales que aumentaran la densidad de sus núcleos, debían ser enormes (con cientos de veces la masa de nuestro Sol) y vivieron vidas muy breves antes de explotar y sembrar sus metales por el cosmos. Por desgracia, hoy en día no queda ninguna de esas primeras estrellas, pero los EMP podrían ofrecer un atisbo de su existencia.

Los hallazgos de un reciente trabajo sobre este tipo de estrellas pobres en metales

Estudiar estas estrellas no es tarea fácil. Para diferenciar una estrella extremadamente pobre en metales de otra con bajo contenido metálico, se necesitan espectros de alta resolución, una técnica que exige tanto tiempo como recursos. Aun así, la investigación avanza y un reciente estudio ha reunido todo lo que sabemos sobre estos astros primitivos, marcando el camino para futuras exploraciones.

Uno de los hallazgos más sorprendentes es que las EMP no solo se encuentran en el halo exterior de la Vía Láctea, como antes se pensaba. Aunque muchas de estas estrellas han migrado a regiones periféricas debido a sus interacciones con otras estrellas, algunas aún permanecen en el disco galáctico, lo que plantea nuevas preguntas sobre la dinámica y evolución de nuestra galaxia. Incluso hay indicios de que algunas de estas estrellas podrían no ser tan antiguas como se creía, lo que podría obligar a replantear modelos actuales sobre la formación estelar.

Además, las proporciones de carbono, nitrógeno y oxígeno presentes en las EMP son una mina de información para los científicos. Estos elementos permiten estimar con precisión la masa y la edad de las primeras estrellas, ya que su presencia en las nuevas generaciones depende directamente de la masa estelar que las produjo. Cuantos más EMP logremos identificar y analizar, más cerca estaremos de comprender cuán rápido surgieron las primeras estrellas después del Big Bang y si estas eran raras o, por el contrario, bastante comunes.

El estudio también abre la puerta a nuevas investigaciones sobre la evolución galáctica a largo plazo y el papel que juegan estas “reliquias cósmicas” en la historia del universo. Sin embargo, los astrónomos coinciden en algo: para desentrañar todos sus secretos, será necesario seguir ampliando los catálogos y observaciones de estas singulares estrellas. Quizá, al estudiar las EMP, podamos entender finalmente cómo empezó todo.

Referencia de la noticia:

Bonifacio, P, et.al, The most metal poor stars. Accepted for publication on The Astronomy & Astrophysics Review. https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.06335