Traducido y adaptado por Matthaus Leinenker de Alerta científica
Antes, cuando el universo todavía era un universo pequeño, no había muchos químicos alrededor. Había hidrógeno, con un poco de helio y algunas trazas de otras cosas. Los elementos más pesados no llegaron hasta que las estrellas se formaron, vivieron y murieron.
Imagine, entonces, la consternación de los científicos cuando usaron el Telescopio Espacial James Webb para observar los confines del universo, descubriendo grandes cantidades de polvo de carbono menos de mil millones de años después del Big Bang.
El descubrimiento sugiere que había alguna forma de aumentar la producción de carbono en el turbulento universo primitivo, probablemente debido a la muerte de estrellas masivas, que las catapultan al espacio a medida que mueren.
«Nuestra detección de polvo carbonoso en el corrimiento al rojo 4-7 proporciona restricciones cruciales en los modelos y escenarios para la producción de polvo en el universo primitivo», escribió un equipo dirigido por el cosmólogo Joris Wittstock de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido.
Los primeros mil millones de años de vida del universo, conocidos como el amanecer cósmico, después del Big Bang hace 13.800 millones de años, fueron un período crítico. se formaron los primeros átomos; Las primeras estrellas La primera luz brilló en la oscuridad. Pero se necesitaron las estrellas mismas para crear grandes cantidades de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio.
En los hornos nucleares calientes y densos de los núcleos estelares, las estrellas chocan con los átomos, fusionándolos en elementos más pesados en un proceso llamado nucleosíntesis estelar. Pero esos elementos más pesados se acumulan en la estrella hasta que se queda sin material de fusión y muere, arrojando su contenido al espacio que la rodea. Es un proceso que suele llevar algo de tiempo.
Witstok y sus colegas usaron el JWST para estudiar el polvo durante el amanecer cósmico y descubrieron algo extraño. Encontraron una característica inesperadamente fuerte en el espectro vinculada a la absorción de luz por el polvo rico en carbono en las galaxias 800 millones de años después del Big Bang.
El problema es que se cree que estos granos de polvo tardan unos cientos de millones de años en formarse, y las propiedades de las galaxias indican que son muy jóvenes para esta escala de tiempo de formación. Pero no es un problema insoluble.
La Nebulosa del Cangrejo (NASA/ESA, Alison Lull/Jeff Hester/ASU, David D. Martin/ESA/Hubble)
Él creía que las primeras estrellas del universo eran mucho más grandes que las estrellas más pequeñas que vemos hoy a nuestro alrededor. Debido a que las estrellas más masivas queman sus reservas de combustible más rápidamente, vivirán vidas relativamente cortas, explotando en supernovas que habrían arrojado material más pesado relativamente temprano.
También hay estrellas hoy en día que son fábricas de polvo absolutas. Se llaman estrellas Wolf-Rayet, estrellas masivas que han llegado al final de su vida, a punto de convertirse en supernova. No les queda mucho hidrógeno, pero sí mucho nitrógeno o carbono, y están en proceso de desprenderse de masa a un ritmo muy elevado. Este material extruido también es rico en carbono.
El descubrimiento de grandes cantidades de carbono en múltiples galaxias durante el amanecer cósmico podría ser evidencia de que no solo estaban ocurriendo estos procesos, sino que fueron más comunes durante el universo primitivo que en el espacio-tiempo más reciente.
Esto, a su vez, sugiere que las estrellas masivas eran la norma para la primera generación, lo que ayuda a explicar por qué no vemos ninguna de ellas todavía orbitando el universo en la actualidad.
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