Los cúmulos globulares son agrupaciones esféricas muy densas de estrellas con un radio de entre una docena y cien años luz. Pueden contener hasta un millón de estrellas y se encuentran en todo tipo de galaxias. En nuestra galaxia hay unas 180. Uno de sus grandes misterios es la composición de las estrellas que contienen. Aunque todas nacieron al mismo tiempo en la misma nube de gas, las proporciones de oxígeno, nitrógeno, sodio y aluminio, por ejemplo, varían de una estrella a otra.

Un equipo de las universidades de Ginebra (UNIGE) y Barcelona y del Instituto de Astrofísica de París ha encontrado una posible explicación a este fenómeno. En 2018, los investigadores habían desarrollado un modelo teórico según el cual las estrellas supermasivas podrían haber «contaminado» la nube de gas original durante la formación de estos cúmulos, enriqueciendo sus estrellas con elementos químicos de forma heterogénea. «Hoy, gracias a los datos recogidos por el telescopio espacial James Webb, creemos haber encontrado la primera pista de la presencia de estas estrellas extraordinarias», explica Corinne Charbonnel, profesora del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y autora principal del estudio.

Estos monstruos celestes son entre 5 000 y 10 000 veces más masivos y cinco veces más calientes (75 millones de °C) en su centro que el Sol. Pero demostrar su existencia es difícil. Los cúmulos globulares tienen entre 10.000 y 13.000 millones de años, mientras que la vida máxima de estas superestrellas es de dos millones de años. «Así que desaparecieron muy pronto de los cúmulos observables hoy en día. Sólo quedan rastros indirectos», explica Mark Gieles, profesor ICREA de la Universidad de Barcelona y coautor del estudio.

Gracias a la potentísima visión infrarroja del telescopio James Webb, los coautores han podido ahora corroborar su hipótesis. Webb captó la luz de una de las galaxias más distantes y jóvenes conocidas hasta ahora en nuestro universo. GN-z11 se encuentra a una distancia de unos 13.300 millones de años luz y sólo tiene unas decenas de millones de años. En astronomía, el análisis del espectro luminoso de los objetos cósmicos es un elemento clave para determinar sus propiedades. En este caso, la luz emitida por esta galaxia ha proporcionado dos valiosas informaciones.

«Se ha descubierto que GN-z11 contiene un porcentaje muy elevado de nitrógeno y una densidad muy alta de estrellas», explica Daniel Schaerer, profesor asociado del Instituto de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautor del estudio. Esto sugiere que en esta galaxia se están formando varios cúmulos globulares y que aún albergan una estrella supermasiva activa». «La fuerte presencia de nitrógeno sólo puede explicarse por la combustión de hidrógeno a temperaturas extremadamente altas que sólo pueden alcanzarse en el núcleo de las estrellas supermasivas, como muestran los modelos de Laura Ramírez-Galeano, estudiante de máster de nuestro equipo», afirma Charbonnel.