Unas estrellas cercanas podrían explicar por qué son tan raras las galaxias del universo primitivo
El telescopio James Webb está descubriendo galaxias primitivas cuya luz plantea preguntas difíciles de responder. Para encarar el desafío, un equipo de astrónomos ha recurrido al Hubble y ha estudiado veintinueve estrellas masivas de galaxias vecinas con muy pocos elementos pesados. Sus vientos parecen frenarse bruscamente en los ambientes más pobres en metales.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística de una estrella masiva azul en una galaxia enana cercana y pobre en metales. Estos astros, rodeados por vientos de gas más lentos de lo esperado, ofrecen a los astrónomos un laboratorio próximo para estudiar cómo pudieron evolucionar las primeras generaciones de estrellas del universo. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
Las primeras galaxias desconciertan a los astrónomos. El telescopio espacial James Webb está descubriendo sistemas pequeños que emitían una intensa radiación cuando el cosmos tenía apenas unos cientos de millones de años. Para entender de dónde salía esa luz y cómo afectaba al gas de las galaxias del universo primitivo, hay que conocer a sus principales protagonistas: las estrellas masivas, calientes y de vida breve.
Estudiar uno de esos soles por separado en una galaxia tan lejana está fuera del alcance de los telescopios actuales. Un equipo dirigido por Grace Telford, astrofísica de la Universidad de Utah, en Estados Unidos, ha tomado otro camino: observar estrellas cercanas nacidas en ambientes químicamente parecidos. Su proyecto TEMPOS (Treasury of Extremely Metal-Poor O Stars) ha reunido espectros ultravioletas de veintinueve estrellas de tipo O distribuidas en seis galaxias enanas pobres en metales. Es el conjunto homogéneo más amplio de estas observaciones obtenido hasta ahora para estrellas situadas en entornos con menos de una quinta parte de la abundancia solar de metales.
El primer análisis, publicado en The Astrophysical Journal Supplement Series, apunta a una pista inesperada: los vientos de las estrellas más pobres en metales alcanzan velocidades notablemente inferiores a las observadas en estrellas de entornos algo más ricos. El cambio parece acentuarse por debajo del 10 % de la abundancia solar, aunque los investigadores advierten de que hacen falta análisis adicionales para establecer cómo funciona.
Qué tienen de extraño las primeras galaxias
El James Webb observa galaxias tal como eran poco después del big bang, la gran explosión que dio origen al universo. Algunas muestran señales de una formación estelar intensa y de una radiación capaz de arrancar electrones a los átomos del gas. Interpretar esas señales resulta difícil, porque la luz de una galaxia llega mezclada: recoge la contribución de muchas estrellas y del material que las rodea.
«El James Webb ha abierto un montón de preguntas nuevas sobre la evolución de esas primeras galaxias: son extrañas —explica Telford en una nota de prensa de la Universidad de Utah. Y añade—: Esa es la motivación científica de TEMPOS: ayudar a entender qué está pasando en ellas».
Los modelos con los que se interpreta la luz del James Webb necesitan describir cómo brillan, evolucionan y mueren las estrellas masivas. Sin embargo, gran parte de lo que sabemos sobre ellas procede de nuestra galaxia o de las Nubes de Magallanes, ambientes con una composición química distinta de la que probablemente tenían muchas galaxias primitivas. TEMPOS busca ampliar esa base de comparación.
Comparación a escala entre el Sol —el diminuto punto de la esquina superior izquierda— y las dos estrellas masivas del sistema binario Wolf-Rayet 140. Cortesía: NASA/JPL-Caltech
Un laboratorio cercano para estudiar el universo lejano
En astronomía, metal significa cualquier elemento más pesado que el hidrógeno y el helio. El oxígeno y el hierro, por ejemplo, son metales. El universo temprano apenas contenía estos elementos: las primeras generaciones de estrellas tuvieron que fabricarlos y dispersarlos.
Algunas galaxias enanas próximas conservan hoy una baja proporción de metales. No son copias de las primeras galaxias, pero permiten examinar estrellas individuales nacidas en condiciones químicas que ayudan a estudiarlas. Las seis galaxias seleccionadas por TEMPOS incluyen Leo P, Leo A, Sextans A, WLM, NGC 3109 e IC 1613.
De forma resumida, podemos afirmar que TEMPOS no observa estrellas del universo primitivo. Analiza estrellas cercanas y pobres en metales para mejorar los modelos con los que interpretamos la luz de las primeras galaxias.
Qué ha descubierto TEMPOS sobre los vientos estelares
Las estrellas de tipo O son enormes, muy calientes y viven apenas unos millones de años. Durante ese tiempo emiten radiación intensa y expulsan gas mediante poderosos vientos estelares. Más tarde, muchas terminan su vida como supernovas. Entre la radiación, los vientos y las explosiones, pueden calentar, desplazar o enriquecer el gas del que nacerán otras estrellas.
TEMPOS utilizó el espectrógrafo Cosmic Origins del Hubble para observar la luz ultravioleta de estas estrellas. El equipo obtuvo datos nuevos de doce y los reunió con observaciones anteriores de otras diecisiete. En los espectros, ciertos elementos dejan señales que permiten investigar la composición de la atmósfera estelar y el movimiento del gas expulsado. Conseguirlas exige largas exposiciones: según Telford, una sola estrella puede requerir hasta 35 horas de observación con el Hubble.
Para estimar la velocidad final de los vientos, los investigadores examinaron, entre otras señales, una línea de absorción del carbono ionizado. Cuando el gas se aleja de la estrella, absorbe parte de su luz de una manera que permite calcular la velocidad alcanzada.
El resultado general encaja con lo previsto: al disminuir la abundancia de metales, también tiende a disminuir la velocidad del viento. Los metales presentes en la atmósfera ayudan a que la radiación empuje el gas hacia fuera. Con menos metales, ese impulso puede ser menor. La sorpresa es que, en las estrellas de los entornos más pobres, la caída de velocidad parece más brusca que la tendencia observada a abundancias superiores.
«Hay una especie de tendencia suave y, de pronto, en las estrellas con menos metales, la velocidad del viento cae de verdad», señala Telford. El artículo científico califica esta desviación como indicio preliminar, pendiente de comprobar con modelos más detallados de las estrellas.
Menor velocidad no significa necesariamente menor pérdida de masa
Esta distinción es esencial para entender el alcance del hallazgo. La velocidad de un viento estelar indica lo rápido que se desplaza el gas; la tasa de pérdida de masa indica cuánto material expulsa la estrella en un periodo determinado. Son propiedades relacionadas, pero diferentes.
TEMPOS presenta ahora medidas iniciales de velocidades y señales espectrales de los vientos. Todavía no ha calculado de forma homogénea cuánto material pierde cada una de las veintinueve estrellas.
Si en esos ambientes los vientos también provocan una menor pérdida de masa, las estrellas podrían conservar más material durante su vida, lo que afectaría a su evolución y a su final. Por ahora, esa consecuencia sigue siendo una hipótesis que el equipo deberá poner a prueba.
Recreación artística de las primeras estrellas del universo, que se habrían formado unos 100 millones de años después del big bang. Nacieron cuando enormes nubes de hidrógeno y helio colapsaron por su propia gravedad hasta alcanzar la presión y la temperatura necesarias para iniciar la fusión nuclear. Cortesía: NASA, STScI/A. Schaller
El hierro, una pieza difícil de medir
El estudio también presta atención al hierro, importante para comprender cómo la radiación impulsa los vientos de las estrellas masivas. Medir su abundancia en ambientes pobres en metales es complicado. Por eso, los astrónomos suelen utilizar como referencia el oxígeno presente en el gas de una galaxia, cuyas señales son más fáciles de detectar. Pero el oxígeno y el hierro no tienen por qué variar siempre en la misma proporción.
TEMPOS encuentra que, en general, las estrellas de galaxias más ricas en oxígeno muestran señales ultravioletas de absorción del hierro más intensas. Es un avance para comparar galaxias con distintas composiciones, aunque la intensidad de esas señales también depende de propiedades como la temperatura estelar. Determinar la abundancia precisa de hierro en cada estrella requerirá un análisis posterior.
El trabajo ilustra por qué ampliar la muestra importa. Telford había modelizado anteriormente tres de estas estrellas en detalle. «Con solo tres, no se ven estas tendencias», explica la astrofísica. Las veintinueve observaciones permiten empezar a distinguir patrones que quedaban ocultos entre casos individuales.
Cómo ayuda el hallazgo a interpretar lo que ve el James Webb
La relación con el universo primitivo pasa por la reionización: el periodo en que la radiación de las primeras fuentes luminosas transformó gran parte del hidrógeno neutro del espacio intergaláctico en gas ionizado. Un estudio dirigido por Hakim Atek y publicado en la revista Nature en 2024 concluyó que las galaxias enanas tenues pudieron aportar una parte decisiva de los fotones responsables de ese proceso. Saber qué radiación producían sus estrellas masivas resulta fundamental para evaluar esa contribución.
Otro trabajo publicado también en Nature el año pasado detectó una intensa emisión de hidrógeno en JADES-GS-z13-1, una galaxia observada cuando el universo tenía unos 330 millones de años. Sus autores plantearon que estrellas muy calientes —o quizá un núcleo galáctico activo— habían creado a su alrededor una región ionizada. TEMPOS no identifica cuál fue la fuente en esa galaxia concreta; puede contribuir a mejorar los modelos estelares utilizados para investigar sistemas como ella.
También queda trabajo por hacer antes de convertir las velocidades observadas en una explicación completa. Un trabajo de 2025 sobre veinticinco estrellas de tipo O en la Gran Nube de Magallanes mostró que sus vientos contienen grumos y que esa estructura complica las estimaciones de pérdida de masa. La composición química importa, pero no actúa sola: la temperatura, la luminosidad y la estructura del viento influyen en el resultado, según Sarah Anne Brands, investigadora del Instituto Astronómico Anton Pannekoek, en la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos), y autoar principal del estudio.
El equipo de TEMPOS combinará ahora los espectros ultravioletas del Hubble con observaciones visibles obtenidas en el observatorio Keck. Con ambos conjuntos de datos espera determinar mejor la composición y las propiedades de cada estrella, incluida la cantidad de materia que expulsa. Si confirma el comportamiento observado en los vientos, los modelos de las primeras galaxias dispondrán de una base más sólida.
Para entender una parte del universo más remoto, los astrónomos han tenido que mirar con mayor detalle a sus vecinas.▪️(23-septiembre2026)
⏱️ LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- 29 estrellas en seis galaxias: TEMPOS ha reunido con el Hubble el mayor conjunto homogéneo de espectros ultravioletas de estrellas masivas en galaxias tan pobres en metales.
- Una pista en sus vientos: su velocidad tiende a disminuir con la abundancia de metales. Por debajo del 10% de la abundancia solar, la caída parece especialmente pronunciada.
- Un resultado preliminar: el estudio analiza la velocidad y las señales de los vientos, pero aún no determina de forma homogénea cuánta masa pierde cada estrella.
- El papel del hierro: las diferencias observadas en sus señales ultravioletas ayudarán a estudiar cómo influye la composición química en estas estrellas y sus vientos.
- Una ventana al universo primitivo: estas estrellas cercanas pueden mejorar los modelos utilizados para interpretar las primeras galaxias observadas por el James Webb. Todavía no se ha demostrado que sus vientos expliquen las rarezas de esas galaxias.
ASTROFÍSICA
Contemplan por primera vez el nacimiento de las primeras galaxias del universo.
Información facilitada por la Universidad de Utah
Fuente: O. Grace Telford et al. The Treasury of Extremely Metal-poor O Stars. The Astrophysical Journal Supplement Series (2026). DOI: 10.3847/1538-4365/ae95f6
🦖 NO TE PIERDAS LA CIENCIA QUE ESTÁ CAMBIANDO EL MUNDO
- Cada domingo seleccionamos para ti las noticias y los descubrimientos científicos más fascinantes de la semana, explicados con rigor, claridad y el estilo de RexMolón, la Ciencia en Acción.👉 SUSCRÍBETE GRATIS A LA NEWSLETTER DE REXMOLÓN
-
Si quieres recibir las noticias de ciencia de RexMolón cada día, únete a RexMolón News en WhatsApp, el canal donde compartimos las noticias según se publican.👉 ÚNETE GRATIS A REXMOLÓN NEWS
