Las primeras galaxias expulsaban elementos pesados, pero sus estrellas quizá perdían menos materia

¿Cómo pudieron las galaxias tempranas dispersar elementos pesados si algunas estrellas masivas en ambientes parecidos apenas perdían materia mediante sus vientos? No hay una contradicción demostrada: el programa SPURS del telescopio espacial James Webb examina gas a escala galáctica, mientras que TEMPOS, con Hubble, mide vientos de estrellas individuales. Además, las galaxias cercanas estudiadas por TEMPOS son análogas de las primeras, no observaciones directas de aquellas estrellas.45

Lo que Webb ve salir de tres galaxias

En tres galaxias con desplazamientos al rojo de entre 7,2 y 9,3, SPURS detectó absorción ultravioleta producida por elementos pesados en distintos estados de ionización. Las señales aparecen desplazadas hacia el azul respecto de las galaxias, lo que concuerda con gas enriquecido que se mueve hacia fuera en nuestra línea de visión. Es una prueba de flujos de salida tempranos, no una medida de hasta dónde llegó ese gas ni una confirmación de que escapara al espacio intergaláctico.

La diferencia importa para la búsqueda de estrellas de población III, que se formarían a partir de gas prácticamente libre de elementos pesados. Si esos flujos alcanzaron otras zonas donde nacían estrellas, pudieron reducir la cantidad de gas primordial disponible allí. Las detecciones no indican que todo el entorno quedara enriquecido: podrían haber persistido regiones sin contaminar.13

La pista de Hubble: menos pérdida de materia

TEMPOS analizó observaciones ultravioletas de 29 estrellas masivas en seis galaxias enanas cercanas pobres en elementos pesados. Encontró vientos más débiles de lo esperado. Por debajo de aproximadamente una décima parte de la abundancia solar de estos elementos, los datos sugieren que el comportamiento de los vientos podría apartarse de una extrapolación gradual basada en estrellas más ricas en ellos. Por ahora, es una conclusión provisional.4510

Los iones de elementos pesados ayudan a transmitir el impulso de la radiación a la atmósfera estelar y a expulsar gas; si ese mecanismo es menos eficaz, la estrella pierde menos materia durante su vida.3 Sin embargo, otro estudio de 11 estrellas de tipo O con baja abundancia de elementos pesados encontró vientos muy débiles compatibles con tendencias extrapoladas. Comparar muestras y métodos de modelización será decisivo.15

Qué podrían cambiar los modelos

Si los resultados de TEMPOS se confirman en una población mayor, algunas estrellas masivas podrían llegar al final de su vida con más masa de la prevista. Habría que revisar las predicciones sobre sus explosiones, sus restos compactos y la energía y materia que devuelven al gas del que se formarán nuevas estrellas.34 TEMPOS no observó esas muertes estelares, y SPURS no determinó qué impulsó los flujos de salida galácticos: un viento estelar y un flujo de gas a escala de galaxia no son la misma medición.

La espectroscopía y los modelos de seguimiento podrán comprobar si persiste la tendencia de vientos débiles y cómo depende de la composición de las estrellas. Observaciones más profundas con Webb de posibles objetos extremadamente pobres en elementos pesados podrán poner a prueba interpretaciones relacionadas con la población III; nuevas mediciones del gas galáctico temprano ayudarán a determinar adónde fue el material observado.51013