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Las primeras estrellas que aparecieron en el universo ya no están con nosotros: murieron hace mucho tiempo. Pero cuando murieron liberaron torrentes de ondas gravitacionales, que podrían seguir siendo detectables como un débil zumbido en las vibraciones de fondo del cosmos.
Los astrónomos creen que las primeras estrellas eran increíblemente masivas, con un peso de hasta cientos de veces la masa del sol. Aparecieron por primera vez cuando el universo tenía solo unos cientos de millones de años, y murieron en explosiones de supernovas cataclísmicas poco después.
Encontrar estas primeras estrellas es uno de los principales objetivos de la próxima generación de telescopios, incluido el telescopio espacial James Webb. Dado que es poco probable que las estrellas de esa primera generación persistan hasta nuestros días, hay que buscar en lo más profundo del tiempo cósmico para descubrir su naturaleza. Comprender las primeras estrellas nos ayudaría a desentrañar la formación de las primeras galaxias, el nacimiento de los agujeros negros gigantes e incluso la evolución de la materia y la energía oscuras.
Aunque esas estrellas ya no están con nosotros, su eco podría persistir. Cuando murieron, lo hicieron como tremendas explosiones de supernova. Esas explosiones fueron lo suficientemente violentas como para enviar ondas en el tejido del espacio-tiempo: ondas gravitacionales.
Hasta la fecha, nuestros observatorios de ondas gravitacionales solo han detectado eventos de fusión entre dos agujeros negros o dos estrellas de neutrones. Pero la próxima generación de detectores debería tener la sensibilidad necesaria para observar las ondas enviadas por las supernovas.
Recientemente, un equipo de astrónomos ha calculado lo que se necesitaría para detectar las señales de ondas gravitacionales procedentes de la muerte de las primeras estrellas, en un artículo publicado en la revista arXiv. Descubrieron que las señales de muerte de las primeras estrellas no serían detectables como estallidos individuales, sino que contribuirían a un zumbido general que vibraría en todo el universo.
Los astrónomos descubrieron que la próxima generación de observatorios probablemente no podría realizar esta medición precisa. Sin embargo, los detectores de tercera generación podrían recoger suficientes eventos para restar el ruido de las supernovas cercanas, extraer el zumbido de fondo y reconstruir el número total de muertes estelares de la primera generación de estrellas.
Fuentes, créditos y referencias:
Katarina Martinovic, Carole Perigois, Tania Regimbau, Mairi Sakellariadou, "Footprints of population III stars in the gravitational-wave background", arxiv.org/abs/2109.09779