El Gran Telescopio de Canarias (GTC), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, ha permitido detectar posibles rastros químicos de las primeras estrellas del Universo en una galaxia vecina. El hallazgo ha sido realizado por un equipo internacional liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y abre una nueva vía para estudiar los orígenes de las primeras galaxias sin necesidad de observar únicamente los confines más lejanos del cosmos.
El descubrimiento se ha producido en NGC 1277, una galaxia considerada “reliquia” porque formó la mayor parte de sus estrellas de manera muy rápida en el Universo primitivo y, desde entonces, apenas ha evolucionado. A diferencia de otras galaxias, que crecen y se transforman mediante fusiones, este sistema compacto ha permanecido prácticamente congelado en el tiempo, lo que lo convierte en una especie de cápsula del tiempo cósmica.
Primeras generaciones
Gracias al instrumento EMIR del GTC, el telescopio óptico-infrarrojo más grande del mundo, los investigadores han captado en esta galaxia una señal química de silicio inusualmente intensa. Según explica Elham Eftekhari, primera autora del estudio y actualmente investigadora en el Observatorio de Leiden, la luz infrarroja permite identificar elementos químicos difíciles de analizar con otro tipo de observaciones. En NGC 1277, añade, se ha encontrado una cantidad de silicio mucho mayor de la observada hasta ahora en cualquier otra galaxia.
Esta peculiar composición apunta a que la galaxia conserva la huella de algunas de las primeras generaciones de estrellas. Normalmente, elementos como el silicio y el magnesio se forman en el interior de estrellas masivas y se dispersan por el espacio en proporciones similares cuando estas mueren y explotan como supernovas. Sin embargo, en NGC 1277 el silicio aparece en una proporción mucho más elevada que el magnesio.
Enriquecimiento
Los científicos consideran que esta anomalía podría deberse al enriquecimiento del gas por parte de estrellas muy masivas y con muy pocos elementos pesados, conocidas como estrellas de Población III, consideradas las primeras estrellas del Universo. “No estamos observando directamente las primeras estrellas, que desaparecieron hace miles de millones de años. Lo que vemos es la huella química que dejaron en las generaciones posteriores”, señala Alexandre Vazdekis, coautor del estudio e investigador del IAC.
La investigadora del IAC Anna Ferré-Mateu destaca que NGC 1277 es única porque formó la mayor parte de sus estrellas en una etapa muy temprana y después evolucionó de forma pasiva. Mientras otras galaxias han borrado sus firmas químicas originales al mezclarse con otras, esta galaxia ha conservado intacto ese exceso de silicio, que actúa como un registro fósil de la infancia del Universo.
Exceso de silicio
El equipo científico apunta a las llamadas supernovas por inestabilidad de pares como una de las explicaciones más probables para este exceso de silicio. Se trata de explosiones teóricas que destruirían por completo a las estrellas más masivas del Universo primitivo. Aunque esta hipótesis es la que mejor encaja con los datos, los investigadores no descartan que hayan intervenido otros procesos asociados a estrellas muy masivas.
El hallazgo demuestra la capacidad del Gran Telescopio de Canarias para estudiar con gran precisión la composición química de galaxias cercanas y obtener pistas sobre los primeros pasos de la formación galáctica. Además, ofrece una hoja de ruta para el Telescopio Espacial James Webb, que podrá buscar estas mismas huellas químicas en las galaxias más lejanas del Universo.