El hallazgo que cuestiona el origen del universo: la supernova que explotó hace 11.400 millones de años

El estudio del universo primitivo ha sido una de las grandes fronteras de la astronomía moderna. En 2023, el telescopio espacial James Webb (JWST) descubrió la supernova AT 2023adsv, una explosión estelar que tuvo lugar hace 11.400 millones de años, cuando el universo aún era joven. Este hallazgo,  realizado por el equipo del programa JADES (James Webb Advanced Deep Extragalactic Surve), abre una ventana única hacia la era de las primeras estrellas y la formación de los elementos más pesados que componen nuestro entorno actual.

Lo fascinante de este hallazgo no es sólo su antigüedad, sino las propiedades excepcionales de la estrella progenitora de la supernova. Se calcula que la estrella que provocó la explosión era unas 20 veces más masiva que el Sol, una estrella mucho más grande y caliente que las estrellas modernas. Este tipo de estrellas tienen una vida más corta debido a su tamaño y consumen su combustible mucho más rápido que las estrellas más pequeñas. Cuando explotan, lo hacen con una energía y luminosidad extremadamente altas, contribuyendo al enriquecimiento del universo con elementos más pesados, esenciales para la formación de nuevos sistemas estelares y planetas.

Supernovas y la evolución del universo temprano

Las supernovas como AT 2023adsv son la culminación de un proceso cósmico que comienza cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear. En lugar de convertirse en una enana blanca, como ocurriría con estrellas de menor masa, estas estrellas masivas colapsan bajo su propia gravedad, desencadenando una explosión cataclísmica que libera enormes cantidades de energía. Esta explosión dispersa materiales ricos en elementos como carbono, oxígeno, nitrógeno y hierro en el espacio, creando las condiciones necesarias para la formación de nuevas estrellas, planetas y, eventualmente, la vida.

Las estrellas del universo temprano, como la que originó AT 2023adsv, eran parte de una generación conocida como la Población III. Estas estrellas nacieron en un entorno químicamente primitivo, compuesto casi en su totalidad de hidrógeno y helio. A diferencia de las estrellas actuales, estas estrellas carecían de los elementos más pesados que conocemos hoy, lo que influía en su evolución, haciéndolas más grandes y calientes. Como resultado, su vida útil fue mucho más corta, pero sus explosiones fueron mucho más poderosas. Las supernovas de estas estrellas masivas ayudaron a enriquecer el universo con los elementos más pesados que posteriormente formarían nuevas generaciones de estrellas y galaxias.

La «metalicidad» es un término utilizado por los astrónomos para referirse a la cantidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio presentes en una estrella o una galaxia. En el caso de AT 2023adsv, la supernova ocurrió en una galaxia en la que la metalicidad era extremadamente baja, lo que es típico del universo primitivo. Las estrellas que surgieron en este entorno carecían de los elementos pesados necesarios para formar planetas rocosos como la Tierra.

La baja metalicidad de la estrella progenitora de AT 2023adsv probablemente contribuyó a la intensidad de la explosión. Se cree que las supernovas en este contexto primitivo liberaban hasta el doble de energía que las supernovas modernas, lo que indica que las condiciones en el universo temprano permitieron que estos eventos fueran mucho más poderosos.

El papel crucial del JWST

El James Webb Space Telescope ha sido una herramienta revolucionaria para los astrónomos, especialmente cuando se trata de estudiar el universo temprano. Su capacidad para observar en el rango de infrarrojos es crucial, ya que la luz de los objetos más distantes y antiguos ha viajado por el cosmos durante miles de millones de años, lo que provoca que se desplace hacia longitudes de onda más largas. Esta característica hace que los telescopios como el JWST sean los instrumentos ideales para detectar eventos que ocurrieron en los primeros momentos del universo.

El descubrimiento de AT 2023adsv es sólo uno de los muchos avances que el JWST ha logrado en la exploración del universo primitivo. En el programa JADES, el telescopio ha detectado más de 80 supernovas de esta época, y se espera que esta cifra siga creciendo con el tiempo. El JWST, junto con otros telescopios de próxima generación, como el Nancy Grace Roman Space Telescope, que se lanzará en 2026, promete seguir proporcionando información crucial sobre los eventos cósmicos que ocurrieron en los primeros tiempos del universo.

Un aspecto importante de este tipo de estudios es su relación con la reionización del universo. Este proceso, que tuvo lugar entre 400 y 1.000 millones de años después del Big Bang, marcó el fin de la «edad oscura» del universo, cuando el cosmos pasó de ser opaco a transparente a medida que las primeras estrellas y galaxias comenzaron a ionizar el hidrógeno primordial. Las supernovas de las primeras estrellas desempeñaron un papel fundamental en este proceso al liberar grandes cantidades de energía, lo que permitió que el universo se volviera transparente a la luz.

En definitiva, el descubrimiento de AT 2023adsv abre nuevas perspectivas sobre el universo temprano, avanzando en nuestra comprensión del cosmos y su evolución.