Científicos detectan flúor en una galaxia situada a 12.300 millones de años luz

Tras más de 20 años estudiando el flúor en el espacio, nunca antes se había observado este elemento en una galaxia de formación de estrellas tan temprana en la historia del Universo.

Representación artística de la galaxia NGP–190387

Representación artística de la galaxia NGP–190387

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09 de noviembre de 2021, 10:00 | Actualizado a

Los astronónomos se pasan la mayor de tiempo observando el Universo y buscando cualquier cosa que les pueda proporcionar información sobre su formación, orígenes y evolución, ya bien se trate de agua como la encontrada esta semana en la galaxia más distante conocida; oxígeno, también indispensable para la vida, o en este caso que nos atañe, flúor.

"Todos sabemos sobre el flúor porque la pasta de dientes que usamos todos los días lo contiene en forma de flúoruro”, comenta Maximilien Franco, investigador de la Universidad de Hertfordshire, en el Reino Unido, y director de un nuevo estudio publicado recientemente en la Nature Astronomy bajo el título, The ramp-up of interstellar medium enrichment at z > 4, en el que se informa de la primera detección de flúor en una galaxia de formación estelar muy distante.

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"Como la mayoría de los elementos que nos rodean, el flúor se crea dentro de las estrellas pero, hasta ahora no sabíamos exactamente cómo se produjo este elemento", continúa el investigador. "¡Ni siquiera sabíamos qué tipo de estrellas producían la mayor parte del flúor en el Universo!". Estas estrellas a las que se refiere el autor son las conocidas como estrellas de Wolf-Rallet, unos astros de aproximadamente entre 20 y 30 masas solares, generalmente de un azul intenso, muy calientes y evolucionadas, y que sufren grandes pérdidas de masa.

Franco y sus colaboradores observaron este flúor -en forma de fluoruro de hidrógeno- en las grandes nubes de gas de la distante galaxia NGP-190387, cuya luz ha tardado más de 12.000 millones de años en llegar hasta nosotros. Es decir, en la actualidad estamos observando NGP-190387 con la apariencia que presentaba cuando el Universo tenía solo 1.400 millones de años, aproximadamente el 10% de su edad actual. "Dado que las estrellas expulsan los elementos que forman en sus núcleos cuando llegan al final de sus vidas, esta detección implica que las estrellas que crearon el flúor debieron haber vivido y muerto rápidamente" explica Franco.

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El equipo de Franco cree que las masivas estrellas Wolf-Rayet las cuales viven solo unos pocos millones de años, un abrir y cerrar de ojos en la historia del Universo, son los lugares más probables para la producción del flúor. Estas se antojan casi necesarias para explicar las cantidades de fluoruro de hidrógeno detectadas, explican los investigadores.

De hecho, ya se había sugerido con anterioridad que las estrellas Wolf-Rayet podría actuar como posibles fuentes de flúor cósmico, no obstante, los astrónomos desconocían hasta ahora cuán importantes eran en la producción de este elemento en el Universo temprano."Hemos demostrado que las estrellas Wolf-Rayet, que se encuentran entre las estrellas más masivas conocidas y pueden explotar violentamente cuando llegan al final de sus vidas, nos ayudan, de alguna manera, a mantener una buena salud dental", bromea el autor principal, quien explica que en el pasado también se barajaban otras hipótesis para explicar el origen del flúor en el Universo.

Representación artística de una estrella de Wolf-Rayet

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Foto: ESO/L. Calçada

Algunas de estas hipotesis incluyen, por ejemplo, las pulsaciones de estrellas gigantes y evolucionadas de masas algo mayores que las de nuestro Sol, llamadas estrellas asintóticas de ramas gigantes. Ahora, sin embargo, el equipo cree que estos escenarios no podrían explicar completamente la cantidad de flúor en NGP-190387, ya que se nesitarían miles de millones de años para formar la cantidad observada en esta ocasión por el el telescopio ALMA.

“En esta galaxia se necesitaron solo decenas o cientos de millones de años para alcanzar niveles de flúor comparables a los que se encuentran en las estrellas de la Vía Láctea, que tiene 13.500 millones de años. Este fue un resultado totalmente inesperado”, cuentan por su parte Chiaki Kobayashi, de la Universidad de Hertfordshire. "Nuestras mediciónes agrega una restricción completamente nueva sobre el origen del flúor, que se ha estudiado durante dos décadas".

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El descubrimiento en NGP-190387 marca una de las primeras detecciones de flúor más allá de la Vía Láctea y sus galaxias vecinas. Los astrónomos ya habían detectado previamente este elemento en cuásares distantes, objetos brillantes alimentados por agujeros negros supermasivos en el centro de algunas galaxias, sin embargo nunca antes se había observado este elemento en una galaxia en formación de estrellas tan temprana en la historia del Universo.

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