Tan brillantes como cientos de millones de soles: los monstruosos cúmulos estelares que iluminaron el Universo primitivo.

Las primeras estrellas del Universo nacieron unos cientos de millones de años después del Big Bang, terminando un periodo conocido como la ‘edad oscura’ cosmológica, en el cual los átomos de hidrógeno y helio ya se habían formado, pero absolutamente nada refulgía en la luz visible. Ahora, dos investigadores canadienses, Alexander de Souza y Shantanu Basu, han calculado cómo fueron estos objetos.

Según sus resultados, las primeras estrellas pudieron haberse asociado en grupos extremadamente brillantes, con periodos en los cuales llegaron a ser tan luminosos como 100 millones de soles.

Gracias al modelo realizado por estos dos científicos investigadores, se pudo representar cómo la luminosidad de las estrellas pudo haber cambiado al mismo tiempo que se formaban por el colapso gravitacional de sus discos de gas. La evolución temprana resulta ser caótica, con racimos de materiales formándose y girando en espiral alrededor de sus respectivos discos, creando remolinos de una luminosidad millones de veces superior a la del Sol. Estas estrellas nacientes, las primeras del Universo, pudieron haber alcanzado su etapa de mayor brillo cuando se encontraban en la fase de protoestrellas, cuando todavía continuaban formándose y expulsando material.

En un pequeño cúmulo (del orden de 10 a 20 protoestrellas), las continuas y violentas explosiones significarían que el cúmulo pasaría grandes periodos de tiempo con un brillo en aumento. De acuerdo con la simulación, muy a menudo, un cúmulo de 16 protoestrellas podría ver aumentada su luminosidad en un factor desde 1000 hasta 100 millones de veces el brillo solar. Las estrellas más primitivas vivieron periodos de tiempo verdaderamente cortos, casi imperceptibles a escala astronómica, pero produjeron los primeros elementos pesados como el carbono y el oxígeno. Puede parecer poco relevante, pero de ellos depende la química de la vida.

La luz proviniente de estas estrellas ha viajado hacia nosotros a lo largo de aproximadamente 13.000 millones de años, razón por la cual desde la Tierra observamos su luz extremadamente tenue y distorsionada, lo que ha supuesto todos estos años una gran dificultad para detectarlas. Esto está a punto de cambiar, gracias a que la nueva generación del Telescopio Espacial James Webb (JWST en inglés) escudriñará el cielo en busca de estos astros tan inadvertidos y a la vez tan importantes para los astrofísicos. 

Pese a que la luminosidad de una estrella primitiva sería muy débil para cualquier instrumento, incluido el citado JWST, no sería nada complicado para el mismo detectar, -por el brillo conjunto de sus decenas de miembros-, a los cúmulos simulados por los dos astrofísicos canadienses. Pese a que hemos comentado que las estrellas eran muy pequeñas y de corta vida, los cúmulos eran grandes y mucho más brillantes que el Sol (de 1000 a 100 millones de veces) por lo que estos sí que estarían a nuestro alcance.

El científico Shantanu Basu declaró: ‘’ver las ‘’primerísimas’’ estrellas es una meta científica clave para el JWST que forma parte de la búsqueda de la comunidad de astrónomos para monitorizar la historia del cosmos. Si estamos en lo cierto, en pocos años podremos ver estos enigmáticos y deslumbrantes objetos naciendo e iluminando el Universo a su alrededor. La ciencia evoluciona’’.