Astrónomos que trabajan con el telescopio espacial James Webb han hecho un hallazgo sensacional: por primera vez, se han obtenido pruebas de la existencia de estrellas supermasivas que surgieron poco después del nacimiento del Universo. Según los cálculos, estos gigantes eran decenas de miles de veces más masivos que nuestro Sol y desempeñaron un papel clave en la formación de las primeras galaxias y agujeros negros.
La investigación se llevó a cabo tomando como ejemplo la lejana galaxia GS 3073, situada a unos 12.700 millones de años luz de la Tierra. La luz de esta galaxia nos alcanza con un retraso de 1.100 millones de años tras el Big Bang. Fue precisamente en el espectro de esta galaxia donde los científicos detectaron una relación inusual de elementos químicos que no puede explicarse por la actividad de los tipos de estrellas conocidos.
La principal pista fue un nivel anormalmente alto de nitrógeno en relación con el oxígeno. Ni las estrellas habituales ni sus explosiones dejan una huella química de este tipo. Esto llevó a los investigadores a plantear la hipótesis de que en el Universo temprano existían estrellas especiales, “parecidas a dinosaurios”, que se consumían rápidamente y dejaban tras de sí agujeros negros masivos.
Enigmas químicos
La galaxia GS 3073 sorprendió a los científicos por su composición química. La proporción de nitrógeno y oxígeno allí resultó ser varias veces superior a la de cualquier otro objeto conocido. Este resultado no encaja en los modelos habituales de la evolución estelar y requiere nuevas explicaciones.
Según los investigadores, los elementos químicos en el espacio pueden compararse con huellas dactilares: su proporción permite determinar el origen y la historia de un objeto. En el caso de GS 3073, la huella resultó ser única: solo podrían haberla dejado estrellas cuya masa superaba la del Sol por miles de veces.
Las simulaciones demostraron que solo estos gigantes son capaces de producir enormes cantidades de nitrógeno. En su interior se producen complejas reacciones nucleares: el carbono formado durante la combustión del helio es transportado a las capas exteriores, donde continúa la intensa fusión del hidrógeno. Como resultado, se forma nitrógeno, que luego es expulsado al espacio circundante.
La breve vida de los titanes
Según los cálculos, las estrellas supermasivas vivieron muy poco tiempo—apenas unos cientos de miles de años. En la escala del universo, esto es un instante. Durante ese periodo, lograron enriquecer sus galaxias con elementos pesados y luego colapsaron, convirtiéndose en agujeros negros de enorme masa.
La ausencia de explosiones de supernova en este tipo de estrellas significa que sus restos—agujeros negros—conservaban la mayor parte de su masa original. Esto pudo haber dado inicio a la formación de agujeros negros supermasivos, que apenas mil millones de años después del Big Bang ya alcanzaban masas de millones de soles.
En el centro de GS 3073 se ha detectado efectivamente un agujero negro activo que, según los científicos, podría haberse originado por la fusión de varios objetos similares. Esto respalda la hipótesis de que las antiguas estrellas gigantes fueron las antecesoras de los actuales monstruos cósmicos.
La búsqueda de nuevas huellas
El descubrimiento en GS 3073 fue solo el primer paso. Ahora, el equipo de astrónomos planea buscar otras galaxias con anomalías químicas similares. Si logran encontrar varios de estos objetos, se confirmará de manera definitiva la existencia de estrellas supermasivas en el Universo primitivo.
Los resultados de la investigación ya han sido publicados en una revista científica y el proyecto ha recibido una alta valoración en la comunidad internacional. Los científicos están convencidos de que los nuevos datos no solo ayudarán a comprender cómo se formaron las primeras galaxias, sino que también acercarán la respuesta sobre el origen de los agujeros negros más masivos.
En los próximos años, James Webb continuará observando rincones lejanos del espacio para recopilar aún más información sobre los misteriosos objetos que existieron en el amanecer del Universo. Cada nuevo espectro es una oportunidad para entender cómo era nuestro Universo en los primeros millones de años de su existencia.
Si no lo sabías, el James Webb Space Telescope es el mayor y más avanzado telescopio espacial, lanzado en 2021 por un consorcio internacional formado por la NASA, la ESA y la CSA. Su principal objetivo es estudiar las primeras etapas de la evolución del Universo, la formación de galaxias, estrellas y sistemas planetarios. Gracias a sus instrumentos infrarrojos únicos, Webb puede explorar los rincones más lejanos y antiguos del cosmos, abriendo nuevas fronteras para la astronomía moderna.
