Se cree que las primeras estrellas se formaron unos 100 millones de años después del Big Bang a partir de
"Arqueología galáctica" se refiere al estudioestrellas de la segunda generación para conocer las características físicas de las primeras estrellas, que desaparecieron apenas decenas de millones de años después del Big Bang. Como parte del estudio de la física computacional, se simularon por primera vez débiles supernovas de primeras estrellas libres de metales, lo que permitió revelar los patrones de abundancia de carbono para la formación de estrellas. Una porción de la densidad, temperatura y contenido de carbono para el modelo progenitor de 13 masas solares a veces (de izquierda a derecha) 0.41, 15.22 y 29.16 millones de años después de una explosión de supernova en una caja con un lado de 2 kpc. Crédito: Chiaki et al.
Cuando las primeras estrellas libres de metales colapsaron yexplotaron, convirtiéndose en supernovas, formaron elementos más pesados como el carbono. Esto dio lugar a una nueva generación de estrellas. Un tipo de estrellas de segunda generación se denominan estrellas de metales magros con alto contenido de carbono (EMP). Para los astrofísicos, son como fósiles. Su composición refleja la nucleosíntesis o fusión de elementos más pesados de las primeras estrellas.
"Podemos obtener resultados de forma indirectamediciones para derivar la distribución de masa de estrellas libres de metales a partir de la abundancia elemental de estrellas pobres en metales”, explica Gen Chiaki, becario postdoctoral en el Centro de Astrofísica Relativista del Instituto de Tecnología de Georgia.
Chiaki es el autor principal del estudio que modeló por primera vez débiles supernovas de primeras estrellas libres de metales. Su trabajo finalmente está dando a los científicos una comprensión teórica de su formación.
Una animación que muestra el proceso de enriquecimiento de carbono yhierro de una supernova de primera generación con una masa de 50 masas solares. Cuatro paneles muestran densidad, temperatura, contenido de carbono y hierro. En primer lugar, los metales están dispersos casi esféricamente en el área circundante (<14 millones de años después de la explosión). Luego, los metales se expanden en dirección horizontal mientras que la expansión se detiene en dirección vertical. Finalmente, los metales regresan a la región central, donde se forma la próxima generación de estrellas. Crédito: Chiaki et al.
Este tipo de investigación es parte del campollamada "arqueología galáctica". Los científicos comparan esto con la búsqueda subterránea de artefactos que hablan sobre la naturaleza de sociedades desaparecidas. Para los astrofísicos, la naturaleza de las estrellas extintas puede determinarse por sus restos fosilizados.
“No podemos ver la primerageneraciones de estrellas”, explica el coautor del estudio John Wise, profesor asistente en el Centro de Astrofísica Relativista del Instituto de Tecnología de Georgia. “Es importante observar estos 'fósiles vivientes' del Universo temprano. Tienen las “huellas dactilares” de las primeras estrellas, sustancias químicas que se formaron en supernovas a partir de las primeras estrellas”.
La animación muestra una burbuja caliente creada poruna supernova simulada de 50 masas solares en una escala de miles de años luz. En el centro, una densa nube de gas se forma nuevamente como resultado de la compresión gravitacional. La nube se puede ampliar hasta varias unidades astronómicas. En la región más central, los cúmulos densos son los embriones de estrellas. La animación muestra que las explosiones de supernovas pueden provocar la formación de estrellas de carbono. Crédito: Chiaki et al.
La simulación que crearon los científicos permiteVea de dónde provienen los metales y cómo las primeras estrellas y sus supernovas influyen realmente en estos fósiles que han sobrevivido hasta el día de hoy.
El propósito de esta investigación realizada por científicos es descubrirel origen de elementos como el carbono, el oxígeno y el calcio. Están concentrados en ciclos repetidos de materia entre el medio interestelar y las estrellas. “Nuestros cuerpos y nuestro planeta están hechos de carbono y oxígeno, nitrógeno y calcio. Nuestro trabajo es muy importante para conocer el origen de estos elementos que componen a las personas”, concluye el autor del estudio.
Recordemos a Carl Sagan, astrofísico estadounidensey exobiólogo, allá por el siglo pasado dijo que el fósforo en el ADN humano y el hierro en su sangre provienen de “material estelar”.
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