Un reciente estudio del polvo interestelar en la galaxia enana Sextans A ha llevado a los astrónomos a revisar cómo se formó la materia sólida en las primeras etapas del universo. Observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb detectaron granos de hierro metálico y de carburo de silicio en un entorno químicamente muy primitivo, según explicaron investigadoras del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en una conferencia en Phoenix.
Sextans A, situada a unos cuatro millones de años luz, tiene solo entre el 3 % y el 7 % de la metalicidad del Sol. Esa escasez de elementos pesados la convierte en un buen análogo de las primeras galaxias, cuando el universo estaba dominado principalmente por hidrógeno y helio.
La gravedad relativamente débil de Sextans A dificulta que conserve elementos como el hierro y el oxígeno, por lo que se esperaba que sus estrellas produjeran muy poco polvo.
Sin embargo, las observaciones del Webb contradijeron esa suposición. “Sextans A nos proporciona un modelo de las primeras galaxias polvorientas”, dijo Elizabeth Tarantino, investigadora postdoctoral del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y autora principal de uno de los estudios presentados durante la 247.a reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Phoenix.
Estos resultados ayudan a interpretar las galaxias más distantes observadas por el Webb y a comprender qué materiales estaban formando el universo con sus componentes iniciales.
Uno de los estudios publicados en The Astrophysical Journal analizó con el espectrómetro MIRI a media docena de estrellas en una fase avanzada, conocidas como estrellas de la Rama Asintótica Gigante (AGB).
“Una de estas estrellas está en el extremo de mayor masa dentro del rango AGB, y estrellas así suelen producir polvo de silicato. Con una metalicidad tan baja esperábamos que estuvieran prácticamente desprovistas de polvo”, relató Martha Boyer, astrónoma asociada del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y autora principal del estudio. En cambio, el Webb identificó una estrella que parece fabricar granos compuestos casi enteramente de hierro, un hallazgo inusual en objetos de este tipo.
Las condiciones químicas en Sextans A se asemejan a una “cocina cósmica” con la mayoría de los ingredientes faltantes. “Sería como intentar hornear galletas sin harina, azúcar ni mantequilla”, comparó Boyer. Aun así, las estrellas encontraron una “receta diferente” para producir polvo, de modo que la falta de silicio y magnesio no impidió la formación de carburo de silicio ni de partículas de hierro puro.
Boyer señaló una diferencia importante respecto al polvo que vemos hoy: “El polvo del universo primitivo podría haber sido muy distinto al de los granos de silicato actuales”. Según ella, los granos de hierro absorben la luz de forma eficiente, pero generan pocas firmas espectrales claras y podrían explicar los grandes depósitos de polvo observados en galaxias lejanas por el Webb.
Por otra parte, un estudio complementario publicado en arXiv detectó hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), moléculas complejas de carbono, dentro de pequeñas bolsas de gas denso en la galaxia. Es la primera detección de HAP en una galaxia con una metalicidad tan baja. “Webb muestra que los HAP pueden formarse y sobrevivir incluso en galaxias muy pobres en metales, pero solo en islas protegidas de gas denso”, señaló Tarantino.
Estos cúmulos moleculares ayudan a resolver la antigua pregunta sobre la aparente ausencia de HAP en galaxias con baja metalicidad y abren la vía a estudios de espectroscopia de mayor resolución que ya han sido aprobados para el Webb.
En conjunto, los hallazgos indican que existió una mayor diversidad de procesos para la formación de polvo en el universo temprano de la que se pensaba anteriormente. “Cada descubrimiento en Sextans A nos recuerda que el universo primitivo fue más ingenioso de lo que imaginábamos”, concluyó Boyer.
Para la investigadora, queda claro que las estrellas hallaron formas de crear los componentes básicos de los planetas mucho antes de que existieran galaxias similares a la Vía Láctea.
