El flúor de nuestros huesos, detectado en una galaxia a 12.300 millones de años luz

Con la ayuda del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), del que es socio el Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, los investigadores vieron flúor (en forma de fluoruro de hidrógeno) en las grandes nubes de gas de la galaxia NGP-190387, que existió cuando el Universo tenía solo 1.400 millones de años, aproximadamente el 10% de su edad actual. El flúor encontrado es el mismo que conocemos. «Flúor no hay más que uno. Ahora bien, el que tenemos en nuestro cuerpo puede haberse formado mucho más tarde, no necesariamente en el Universo primitivo», aclara Eduardo González Alfonso, de la Universidad de Alcalá de Henares y coautor del estudio.

En el pasado se creía que unas estrellas algo más masivas que nuestro Sol, llamadas estrellas de rama asintótica gigante, eran las que producían y expulsaban flúor. «Pero el problema es que estas estrellas necesitan demasiado tiempo para generar tanto flúor, más tiempo que los 1.400 millones de años disponibles desde el Big Bang, lo que no explicaría completamente la cantidad vista en NGP-190387», explica el investigador.

Dado que las estrellas expulsan los elementos que forman en sus núcleos cuando llegan al final de sus vidas, esta detección implica que las estrellas que crearon el flúor debían haber vivido y muerto rápidamente. Y esto es lo que llevó al equipo hasta las Wolf-Rayet , estrellas muy masivas que viven sólo unos pocos millones de años, un abrir y cerrar de ojos en la historia del Universo. Los investigadores creen que estas estrellas son los sitios de producción más probables de flúor. A su juicio, son necesarias para explicar las cantidades de fluoruro de hidrógeno que detectó el equipo.

«Las estrellas Wolf-Rayet son muy brillantes, de muy elevada masa (más de 20 masas solares), y finalmente explotan como supernovas. Generan vientos intensos gracias a los cuales los elementos químicos formados en su interior son eyectados eficientemente y contribuyen de forma importante al enriquecimiento químico del medio interestelar», indica González Alfonso, cuyo trabajo consistió principalmente en la determinación de cuánto fluoruro de hidrógeno contiene la galaxia observada. «Sólo es posible entender las cantidades de flúor inferidas si esta galaxia joven y muy masiva, que formaba estrellas por aquella época a un ritmo muy elevado, formó a su vez suficientes Wolf-Rayet para enriquecer el medio interestelar con flúor».

«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!», bromea Maximilien Franco, de la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido y líder del estudio.

«Esta galaxia necesitó 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», dice Chiaki Kobayashi, profesor de la Universidad de Hertfordshire. «Nuestra medición agrega una restricción completamente nueva sobre el origen del flúor, que se ha estudiado durante dos décadas», añade.

El descubrimiento en NGP-190387 marca una de las primeras detecciones de flúor más allá de la Vía Láctea y sus galaxias vecinas. Los astrónomos han visto previamente este elemento en cuásares distantes, objetos brillantes alimentados por agujeros negros supermasivos en el centro de algunas galaxias. Pero nunca antes se había observado en una galaxia en formación de estrellas tan temprana en la historia del Universo.

NGP-190387, descubierta originalmente con el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA), es extraordinariamente brillante para su distancia. Los datos de ALMA confirmaron que esa excepcional luminosidad es causada en parte por otra galaxia masiva conocida, ubicada entre NGP-190387 y la Tierra, muy cerca de la línea de visión. Esta galaxia masiva amplificó la luz observada por Franco y sus colaboradores, lo que les permitió detectar la tenue radiación emitida hace miles de millones de años por el flúor.

Futuros estudios con el Extremely Large Telescope (ELT), el nuevo proyecto insignia de ESO, en construcción en Chile y que comenzará a operar a finales de esta década, podrían revelar más secretos sobre esta galaxia.