El novedoso descubrimiento arroja luz sobre cómo el flúor, un elemento que se encuentra en nuestros huesos y dientes como fluoruro, se crea en el Universo.
La investigación fue realizada por científicos de la Universidad de Hertfordshire.
Utilizando el telescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en colaboración con el Observatorio Europeo Austral (ESO), el equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de Hertfordshire ha logrado detectar flúor en una galaxia a 12 mil millones de años para llegar a nosotros.
El descubrimiento es el primero en el que se detecta el elemento en una galaxia de formación tan distante.
Maximilien Franco, investigador post-doctoral en la Universidad de Hertfordshire, y encargado de dirigir el nuevo estudio, publicado en Nature Astronomy, menciona:
“Todos sabemos sobre el flúor porque la pasta de dientes que usamos todos los días lo contiene, en forma de flúor, 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 producía este elemento. Ni siquiera sabíamos qué tipo de estrellas producían la mayor parte del flúor en el Universo”.
Franco y su equipo de colaboradores, incluidos Kristen Coppin, James Geach y Chiaki Kobayashi de la Universidad de Hertfordshire, detectaron flúor (en forma de fluoruro de hidrógeno) en las grandes nubes de gas de la distante galaxia NGP-190387, que vemos como era, cuando el Universo tenía solo 1.400 millones de años, aproximadamente el 10% de su edad actual. Debido a que las estrellas expulsan los elementos que forman en sus núcleos cuando llegan al final de sus ciclos, la recién detección implica que las estrellas que crearon el flúor deben haber vivido y muerto rápidamente.
El equipo señala al respecto:
“Las estrellas Wolf-Rayet son los lugares de producción más probables de flúor. Estas son estrellas masivas que viven solo unos pocos millones de años, un período brevísimo en la historia del Universo. Las estrellas Wolf-Rayet habían sido sugeridas anteriormente como posibles fuentes de flúor cósmico, sin embargo los astrónomos no sabían hasta ahora cuán importantes eran en la producción de este elemento en el Universo temprano.
Franco, menciona en tono de broma:
“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, en cierto modo, a mantener una buena salud dental”.
Además de estas estrellas, anteriormente se han propuesto otros escenarios sobre la forma en que se produce y expulsa el flúor. Un ejemplo incluye pulsaciones de estrellas gigantes evolucionadas con masas hasta unas pocas veces superiores a las de nuestro Sol, llamadas estrellas asintóticas de ramas gigantes.
Sin embargo, el equipo considera que estos escenarios, algunos de los cuales tardan miles de millones de años en ocurrir, podrían no explicar completamente la cantidad de flúor en NGP-190387.
El profesor Chiaki Kobayashi, de la Universidad de Hertfordshire, agrega:
“Para esta galaxia, se necesitaron solo decenas o cientos de millones de años para tener 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.
Nuestra medición agrega una restricción completamente nueva sobre el origen del flúor, que se ha estudiado durante dos décadas”.
El descubrimiento en NGP-190387 es uno de los primeros en detecciones de flúor más allá de la Vía Láctea y sus galaxias vecinas. Los astrónomos previamente habían observado que este elemento está presente en cuásares distantes, objetos brillantes alimentados por agujeros negros supermasivos en el centro de algunas galaxias. Anteriormente no se había observado este elemento en una galaxia tan temprana en la historia del universo.
La detección fue un descubrimiento casual que fue posible gracias al uso de observatorios espaciales y terrestres. NGP-190387, descubierto originalmente con el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea y luego observado con ALMA , con sede en Chile, es extraordinariamente brillante para su distancia. Los datos de ALMA confirmaron que la excepcional luminosidad de NGP-190387 fue causada en parte por otra galaxia masiva conocida, ubicada entre NGP-190387 y la Tierra, muy cerca de la línea de visión.
Esta galaxia amplificó la luz observada por Franco y sus colaboradores, lo cual les permitió detectar la radiación tenue emitida hace miles de millones de años debido al flúor en NGP-190387.
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