El pasado del Universo en una galaxia

Hace unos 13.300 millones de años se formaron las primeras galaxias, compuestas casi en su totalidad por hidrógeno y helio, los elementos primordiales que surgieron tras el Big Bang. Su estudio, a día de hoy, resulta técnicamente muy complejo debido a su gran distancia, pero la observación de galaxias similares en el universo local se está revelando como un excelente atajo para conocerlas.

«La galaxia enana IZw18 es la galaxia más pobre en metales (en astrofísica, los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio) del universo cercano, y una de las que más se asemeja a las primeras galaxias. De modo que su estudio nos permite atisbar las condiciones que se daban en el universo primordial», destaca Carolina Kehrig, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza una investigación que analiza las propiedades de IZw18.

Este estudio ha descubierto en esta pequeña galaxia cercana una región muy extensa de helio ionizado, algo más frecuente en galaxias muy distantes y con poca abundancia de metales. La ionización del helio requiere la presencia de objetos que emitan una radiación lo suficientemente intensa como para arrancar los electrones de los átomos de helio. «En este trabajo damos una nueva interpretación para el origen de esta radiación en la galaxia IZw18, un tema que sigue siendo una incógnita», apunta Kehrig (IAA-CSIC).

Utilizando el espectrógrafo de campo integral PMAS del telescopio de 3,5 metros del observatorio de Calar Alto (CAHA), los investigadores han obtenido el primer mapa en detalle de esta región de IZw18 y han analizado las posibles fuentes ionizantes.

Las fuentes de ionización convencionales, como estrellas Wolf-Rayet –estrellas muy masivas con vientos estelares muy intensos– o los choques generados por remanentes de supernova, no pueden proporcionar toda la energía necesaria para generar el halo de helio ionizado de IZw18, de modo que los investigadores barajaron otras opciones.

El problema de la excitación del helio

«Nuestros datos apuntan a que estrellas extremadamente calientes, como estrellas supermasivas de baja metalicidad o bien estrellas masivas prácticamente sin metales, pueden esconder la clave para resolver el problema de la excitación del helio en IZw18, aunque la existencia de estas estrellas aún no ha sido confirmada observacionalmente en ninguna galaxia», apunta Carolina Kehrig (IAA-CSIC).

Se trataría de estrellas muy calientes análogas a las estrellas de primera generación (conocidas como estrellas de Población III) y que, según los modelos teóricos, estarían compuestas solo por hidrógeno y helio y podrían tener cientos de veces la masa del Sol. Se cree que estas estrellas jugaron un papel decisivo en la “reionización” del universo, época durante la que las primeras estrellas y galaxias se hicieron visibles, y que aún sigue siendo poco conocida.

En esencia, este estudio muestra cómo es posible desentrañar información del pasado del universo en nuestro propio vecindario galáctico.

(Instituto de Astrofísica de Andalucía)