Después del Big Bang no aparecieron estrellas inmediatamente. Durante decenas de millones de años, el universo estuvo lleno principalmente de hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio, pero todavía no existían galaxias y estrellas como las conocemos.
En algún momento de los primeros cientos de millones de años, la gravedad comenzó a concentrar ese gas primordial hasta encender las primeras estrellas.
Los astrónomos las llaman estrellas de Población III.
Eran estrellas sin metales
En astronomía, “metal” significa prácticamente cualquier elemento más pesado que el helio.
Las estrellas actuales contienen carbono, oxígeno, hierro y muchos otros elementos. Las de Población III, en cambio, se formaron antes de que esos materiales abundaran en el cosmos. Por eso, prácticamente solo disponían de hidrógeno y helio. Esa diferencia alteró profundamente el proceso de formación estelar.
Los elementos pesados y el polvo permiten que las nubes de gas se enfríen y fragmenten con facilidad. En el universo primitivo, el principal refrigerante era el hidrógeno molecular, mucho menos eficiente.
Los modelos indican que las estrellas de Población III tendían por ello a alcanzar masas superiores a las de muchas estrellas actuales, aunque su distribución exacta continúa siendo una de las grandes incógnitas de la astronomía.
Vivieron rápido y murieron jóvenes
Las estrellas más masivas consumen su combustible mucho más deprisa que estrellas como el Sol.
Las primeras estrellas habrían sido extremadamente calientes y luminosas, produciendo grandes cantidades de radiación ultravioleta.
Esa radiación desempeñó probablemente un papel importante durante la reionización, una etapa fundamental de la historia cósmica en la que el hidrógeno neutro del universo comenzó a ionizarse. Pero aquellas estrellas no duraron mucho. Las más masivas pudieron vivir solo unos pocos millones de años antes de agotar su combustible y colapsar.
Algunas explotaron de una forma extraordinaria
El final dependía enormemente de su masa.
Los modelos clásicos predicen que determinadas estrellas primordiales muy masivas, aproximadamente entre 140 y 260 masas solares en modelos sin rotación, podían sufrir una supernova por inestabilidad de pares.
En estas estrellas, las enormes temperaturas del núcleo permiten que fotones muy energéticos produzcan pares de electrones y positrones. Esto reduce la presión que sostiene la estrella y puede desencadenar un colapso seguido de una explosión termonuclear capaz de destruirla por completo.
Sin embargo, las investigaciones actuales sugieren que este tipo de supernova probablemente no fue el destino dominante de las estrellas primordiales masivas. Muchas habrían terminado mediante supernovas de colapso del núcleo o formando agujeros negros.
Sus restos cambiaron el universo
Antes de estas estrellas, el cosmos contenía muy pocos elementos pesados.
En sus interiores comenzaron a producirse nuevos elementos mediante fusión nuclear. Cuando algunas explotaron, esos materiales fueron expulsados al espacio y pasaron a formar parte de posteriores generaciones de estrellas.
Fue el comienzo de un proceso de enriquecimiento químico que, miles de millones de años después, permitiría formar planetas rocosos y sistemas como el nuestro.
El James Webb está acercándose a sus huellas
El JWST puede observar galaxias extraordinariamente tempranas, pero todavía no existe una detección individual e inequívoca de una estrella de Población III. Lo que sí está apareciendo son candidatos y huellas indirectas.
En 2026, por ejemplo, observaciones del Webb permitieron estudiar un grupo de galaxias extremadamente pobres en metales asociado a una firma química compatible con el enriquecimiento producido por las primeras estrellas.
Estos resultados no constituyen una fotografía de una estrella primordial, pero permiten reconstruir sus efectos. Más de 13.000 millones de años después, las primeras estrellas siguen sin mostrarse directamente.
Sin embargo, cada nueva observación del universo temprano está acercando a los astrónomos al momento en que finalmente puedan identificar la luz de la primera generación estelar.
