Nov 13, 2011
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Las primeras estrellas del Universo no eran tan grandes

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Las primeras estrellas en nuestro universo no eran los gigantes que los científicos habían previsto, de acuerdo con las nuevas simulaciones realizadas en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

Los astrónomos «cultivaron» estrellas en sus equipos, simulando las condiciones de nuestro universo primordial. Las simulaciones tomaron semanas. Cuando finalmente se lograron resultados, los científicos se sorprendieron por los resultados, ya que las estrellas adultas eran mucho más pequeñas de lo esperado.

Hasta ahora, se creía que las primeras estrellas eran las más grandes de todas, cientos de veces mayor que la masa de nuestro sol. La nueva investigación muestra que son sólo unas decenas de veces la masa del sol. Por ejemplo, las simulaciones produjeron una estrella que era tan pequeña como 43 masas solares.

«Las primeras estrellas fueron sin duda enormes, pero no hasta el extremo que pensábamos», dijo Takashi Hosokawa, astrónomo de JPL y autor principal del nuevo estudio, publicado en la edición digital de la revista Science. «Nuestras simulaciones muestran que el crecimiento de estas estrellas se atrofia antes de lo esperado, lo que resulta en tamaños finales más pequeños.»

Los inicios del Universo consistían en nada más que nubes finas de átomos de hidrógeno y helio. Unos cientos de millones de años después de su nacimiento, las primeras estrellas comenzaron a arder. La forma en que se formaron estas primeras estrellas es todavía un misterio.

Los astrónomos saben que todas las estrellas se forman a partir del colapso de nubes de gas. La gravedad de una creciente «semilla» en el centro de la nube atrae a más y más materia. Para las llamadas estrellas normales como nuestro Sol, este proceso es alimentado por elementos más pesados como el carbono, que ayudan a mantener el gas que cae hacia la estrella en formación lo suficientemente frío como para precipitarse. Si la nube se calienta demasiado, el gas se expande y se escapa.

Sin embargo, en los inicios del Universo, las estrellas aún no había producido los elementos pesados. Las primeras estrellas se forman a partir de nada más que hidrógeno y helio. Los científicos habían teorizado que las estrellas de esta naturaleza requerirían aún más masa para formarse, para compensar la falta de elementos pesados su potencia de refrigeración. Al principio, se pensaba que estas estrellas podían ser tan grandes como mil veces la masa de nuestro sol. Más tarde, los modelos se perfeccionaron y las primeras estrellas se estimaron en cientos de masas solares.

«Estas estrellas se van haciendo cada vez más pequeñas», dijo Takashi. «Ahora pensamos que son aún menos masivas, de sólo unas decenas de masas solares.»

SIMULACIONES DE ORDENADOR

Las simulaciones del equipo indican que la materia en las cercanías de las estrellas en formación se calienta a temperaturas más altas de lo que se creía, tan altas como 50.000 Kelvin, o 8,5 veces la temperatura de la superficie del sol. El gas caliente se expande y escapa a la gravedad de la estrella en desarrollo, en lugar de caer hacia abajo en la misma. Esto significa que las estrellas dejan de crecer antes de lo previsto, llegando a tamaños finales más pequeños.

Los resultados también responden a un enigma con respecto a las primeras explosiones estelares, llamadas supernovas. Cuando las estrellas masivas estallan al final de su vida, arrojan cenizas hechas de elementos pesados al espacio. Si las primeras estrellas eran los monstruos que se pensaba, deberían haber dejado un patrón específico de estos elementos impresos en el material de la siguiente generación de estrellas.

Pero, por mucho que los astrónomos buscaron la firma de las estrellas más viejas, no pudieron encontrarlas. La respuesta, al parecer, es que simplemente no está allí. Debido a que las primeras estrellas no eran tan grandes como se pensaba anteriormente, habrían estallado de manera similar a los tipos de explosiones estelares que vemos hoy.

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Ciencia

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