En el denso enjambre de estrellas viejas conocido como cúmulo globular M15, los astrónomos no solo han visto estrellas, sino capas de tiempo. Unas estrellas nacieron antes, otras después, y su composición química delata su origen con la precisión de un arqueólogo que lee los estratos de un antiguo asentamiento. Esta es la historia de cómo una explosión que enriqueció el gas con elementos pesados dejó huellas desiguales en la primera generación de estrellas, mientras que para la segunda generación todo se había mezclado.
Las huellas de una antigua explosión, congeladas en dos capas de población estelar, es lo que estudiaron los autores. Tomaron espectros de 89 estrellas de M15 obtenidos con el telescopio Keck II y midieron el contenido de varios elementos producidos en el proceso-r, la captura rápida de neutrones por los núcleos. Magnesio, itrio, bario, lantano y europio: estos nombres suenan como una lista de pistas. Resulta que en las estrellas de primera generación, ricas en magnesio, la dispersión en el contenido de bario, lantano y europio es significativamente mayor que en las de segunda generación. Por ejemplo, la desviación estándar de [Ba/Fe] en la primera generación es de 0,26 dex, mientras que en la segunda es de solo 0,13 dex. Es como si la primera capa de pintura se hubiera aplicado de manera irregular, y la segunda ya se hubiera extendido uniformemente.
¿Qué significa esto para la comprensión de los cúmulos globulares? Antes se los consideraba sistemas simples: todas las estrellas nacieron al mismo tiempo de una misma nube. Pero las observaciones de las últimas décadas han demostrado que en casi todos los cúmulos hay al menos dos grupos de estrellas que difieren en elementos ligeros. Ahora resulta que también los elementos pesados están distribuidos de manera desigual, precisamente en la primera generación. Esto respalda el escenario de múltiples episodios de formación estelar: entre el nacimiento de la primera y la segunda generación pasó suficiente tiempo para que el gas se mezclara. Los autores utilizaron un análisis espectroscópico detallado que tiene en cuenta la influencia del carbono y el oxígeno, lo que hace que la conclusión sobre la diferencia de dispersiones sea más sólida que en trabajos basados en fotometría o muestras más pequeñas.
La perspectiva es amplia. Si el patrón se confirma en otros cúmulos pobres en metales, como M92 y NGC 2298, se convertirá en un argumento importante a favor del modelo de múltiples generaciones. Queda la pregunta: ¿qué fuente del proceso-r, una supernova magnetorrotacional, una colapsar u otra, tiene el retardo necesario para enriquecer solo una parte del gas de la primera generación? La respuesta precisará nuestra comprensión del universo temprano y del nacimiento de los sistemas estelares.
La diferencia en la dispersión del bario entre las generaciones de M15 alcanza un factor de dos: 0,26 frente a 0,13 dex, lo que corresponde a una variación de 1,8 veces en la abundancia absoluta.