Geofrik's Blog

Estrellas. Copyright: NASA.

Se denominan estrellas de primera generación a, tal y como su propio nombre indica, las primeras estrellas que se formaron en el universo tras el Big Bang. En aquel momento, el universo primigenio estaba constituido por hidrógeno y helio, elementos químicos que permanecen en estado gaseoso aún a temperaturas muy bajas (inferiores a -250 ºC, o lo que es lo mismo, 23 K). Esta composición química es obviamente incompatible con el surgimiento de la vida (atendiendo al significado que se se atribuye a este término en la actualidad) puesto que es inconcebible el surgimiento de un sistema vivo sólo a partir de estos elementos.

Es muy importante, pues, el papel que jugaron las estrellas; estas enormes bolas de plasma de diferentes tamaños son capaces de generar todos los demás elementos químicos que conocemos a lo largo de su vida y aniquilamiento (véase «El Universo Primigenio (II): las Primeras Estrellas» y «Nucleosíntesis (origen de los elementos)«). Las primeras estrellas que surgieron tras el Big Bang, las denominadas estrellas de primera generación, estuvieron compuestas únicamente de hidrógeno y helio, y carecían de elementos tales como el carbono (que juega un papel muy importante como catalizador de reacciones nucleares en el interior de las estrellas actuales).

Debido a esta deficiencia de elementos pesados, la evolución de esta primera generación de estrellas debió ser distinta a la de las estrellas que observamos hoy en día. Los modelos de evolución estelar indican que estas estrellas debieron tener mayores temperaturas en su núcleo y la mitad del tamaño de una estrella normal de misma masa; la falta de elementos pesados también hizo que fueran más luminosas y azules que las actuales.

Por simple deducción, uno pensaría que todas estas estrellas dejaron de existir hace mucho tiempo; sin embargo, el tiempo de vida de una estrella depende directamente de su masa, de tal forma que mientras que las estrellas más masivas viven «sólo» unos 10 Ma, estrellas con masas iguales o inferiores al 80% de la masa del Sol tienen un tiempo de vida superior a la edad actual del universo. Como consecuencia, es posible que haya estrellas de baja masa que pertenezcan a la primera generación de estrellas, las cuales habrían producido una cantidad muy pequeña de elementos como el carbono, y por tanto su composición química debería ser casi exclusivamente de hidrógeno y helio.

Ha habido numerosas búsquedas de estrellas de baja masa y con poco contenido en elementos pesados, pero a pesar de lo minucioso de estas búsquedas (y del descubrimiento de algunos objetos patológicos interesantes) no se ha encontrado ninguna estrella sin elementos pesados. Algunos grupos de científicos han concluido que estas estrellas, debido a lo que ha tardado la luz en viajar desde ellas hasta nosotros, existían cuando el universo era significativamente más joven.

La formación de estas primeras estrellas se dio en condiciones distintas a las que existen hoy en día, donde vemos que se forman estrellas en nubes moleculares gigantes. En el universo temprano debieron haber también nubes frías donde la única molécula existente era la del hidrógeno molecular (H₂). Hay trabajos que indican que la falta de moléculas con elementos pesados provocaría que las primeras estrellas fueran predominantemente de masas grandes y que ya hubiesen terminado su evolución. Esto es congruente con el poco éxito que han tenido las búsquedas de estrellas de baja masa sin metales en nuestra galaxia.

La formación de la primera generación de estrellas, en un ambiente distinto al de las nubes moleculares de nuestra galaxia, es una área activa de investigación en Astrofísica. Se ha mostrado que la luz de las primeras estrellas pudo escapar fácilmente de las nubes progenitoras, que por la carencia de elementos pesados absorbían poco la luz visible. En principio es posible detectar luz de estrellas de esta primera generación en galaxias muy lejanas. No es descabellado especular que algunas de las galaxias observadas en el campo profundo del telescopio espacial Hubble sean lo suficientemente jóvenes como para contar con una alta proporción de estrellas de primera generación.

Los modelos actuales de evolución del universo y las galaxias no están suficientemente desarrollados como para saber en que momento pudieron formarse las primeras estrellas y si hay alguna posibilidad de encontrarlas. Curiosamente, los astrónomos buscan evidencias de estas primeras estrellas «primigenias» tanto en nuestra propia galaxia como en los confines del universo observable. Gracias a que el universo no ha existido por un tiempo mayor que la vida de las estrellas menos masivas, es posible que existan por todos lados estrellas que lleven consigo la firma misma de la Gran Explosión.

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Figuras:
La siguiente figura es de dominio público porque fue creada por la NASA. Las políticas sobre copyright de la NASA estipulan que «el material de la NASA no está protegido con copyright a menos que se indique lo contrario».
–NASA (2003). “Too Close for Comfort″. Hubble, Space Telescope: http://www.spacetelescope.org/images/opo0321a/

Fuente original:
–Esperanza Carrasco Licea & Alberto Carramiñana Alonso (23 de noviembre de 1999). «Las primeras estrellas». Diario Síntesis: http://www.inaoep.mx/~rincon/poblacion_III.html