Las primeras estrellas

La historia

La oscuridad después de la luz

Después del Big Bang y de la luz que se liberó 380.000 años más tarde, el Universo se quedó a oscuras. Todavía no había ninguna estrella. Solo había enormes nubes de hidrógeno y de helio, casi sin luz, que se movían por el espacio. Los astrónomos llaman a este periodo «edad oscura», y según las estimaciones duró unos 200 millones de años. Después, de una manera que hoy estamos empezando a observar, la primera luz volvió a encenderse.

Cómo se enciende una estrella

Una estrella nace de la gravedad. En una nube de gas hay zonas apenas más densas que el resto. Esas zonas atraen un poco más de gas, se vuelven más pesadas y atraen todavía más, en un mecanismo que se refuerza solo. La nube se aprieta y se calienta. Cuando en el centro la temperatura supera los diez millones de grados, los átomos de hidrógeno empiezan a fundirse entre sí y a formar helio. Esta fusión libera una cantidad enorme de energía en forma de luz y de calor. Desde ese momento la estrella está encendida, y su empuje hacia fuera equilibra el peso que la haría derrumbarse.

Las primeras estrellas se formaron en nubes hechas casi solo de hidrógeno y helio. Sin elementos más pesados, al gas le costaba más enfriarse, y por eso los científicos piensan que las primeras estrellas eran mucho más grandes que el Sol: quizá decenas o cientos de veces más masivas. Se las llama estrellas de «Población III». Nadie las ha visto todavía directamente: son hipótesis construidas con cálculos y simulaciones por ordenador, y los astrónomos esperan captar su luz con el telescopio espacial James Webb.

Una vida breve y luminosa

Las estrellas más grandes gastan su combustible deprisa. Mientras que el Sol vive unos diez mil millones de años, una estrella enorme puede durar solo unos pocos millones de años. Al final la parte central ya no aguanta y se desploma, y la parte exterior sale despedida en una explosión llamada supernova. Durante un breve periodo una supernova puede brillar como una galaxia entera.

Aquí ocurre lo más importante de esta historia. Dentro de las estrellas, y en sus explosiones, los átomos ligeros se funden en átomos más pesados: carbono, oxígeno, nitrógeno, silicio, hierro. Cuando una estrella explota, esos elementos se esparcen por el espacio. El astrónomo Carl Sagan decía que estamos hechos de «materia de estrellas», y tenía razón: el calcio de los huesos, el hierro de la sangre y el oxígeno que respiras se produjeron dentro de estrellas que murieron mucho antes de que naciera el Sol.

Los elementos más pesados también tienen un origen estelar, pero no siempre en una supernova. En 2017 los instrumentos que detectan las ondas gravitacionales y los telescopios observaron por primera vez la colisión de dos estrellas de neutrones, y vieron que en ese suceso se forma mucho oro. Los científicos piensan que una parte del oro y de otros metales preciosos nace precisamente así.

¿Cuándo nacieron de verdad?

No sabemos con precisión cuándo se encendió la primera estrella, porque su luz es debilísima y viene de lejísimos. Las estimaciones hablan de un periodo entre 50 millones y unos mil millones de años después del Big Bang; los modelos más usados señalan un momento hacia los 100-200 millones de años. Los astrónomos llaman a esta fase «amanecer cósmico».

El telescopio Webb, lanzado a finales de 2021, observa la luz infrarroja, la que llega más «alargada» por las enormes distancias, y ya ha descubierto galaxias sorprendentemente luminosas y antiguas, nacidas unos 300 millones de años después del Big Bang. Cuanto mejoran las observaciones, más cambia el cuadro: por eso la fecha de la línea del tiempo es aproximada.

Las primeras estrellas tuvieron además otra tarea: su luz ultravioleta calentó e «ionizó» el gas que las rodeaba, es decir, arrancó los electrones a los átomos. Así el Universo, que era una niebla opaca a la luz ultravioleta, se volvió transparente. Este periodo se llama «reionización» y terminó en el primer millar de millones de años, más o menos.