Tras provocar por ordenador la explosión de dos supernovas, investigadores llegan a la conclusión de que su formación en estado gaseoso se produjo mucho antes de lo que se pensaba, y fue clave en la formación de las galaxias

Inglaterra. - El agua pudo aparecer por primera vez en el Universo entre 100 y 200 millones de años después del Big Bang, así lo afirma un estudio de modelización publicado este lunes en la revista Nature Astronomy. Firmado por investigadores de la Universidad de Portsmouth y de la Universidad de los Emiratos Árabes Unidos, sus autores apuntan a que la formación de agua en estado gaseoso se produjo mucho antes de lo que se pensaba, y pudo jugar un papel clave en la generación de las galaxias.

Los astrofísicos tratan de esclarecer dónde y cómo pudieron unirse por primera vez el hidrógeno y el oxígeno, los dos elementos que constituyen las moléculas de agua. Su aparición es fundamental para entender el proceso de formación del universo, ya que el agua es un ingrediente clave tanto para la vida como para la formación de los planetas. Trabajos previos habían establecido que el hidrógeno y el oxígeno aparecieron en el universo en momentos diferentes, a través de distintos caminos: el hidrógeno y otros elementos ligeros como el helio y el litio se forjaron durante el Big Bang, pero los más pesados, como el oxígeno, fueron el resultado de reacciones nucleares en el interior de estrellas o de explosiones de supernovas.

Para el estudio de Nature Astronomy los investigadores han utilizado modelos generados por ordenador de la explosión de dos supernovas durante la primera fase del Universo, después del Big Bang, para evaluar sus consecuencias y las condiciones que pudieron crear. Una de esas dos supernovas que se proponen sería el resultado de la explosión de una estrella con una masa 13 veces superior a la del Sol, la segunda sería el resultado del estallido de una estrella con una masa 200 veces superior a la del Sol.

Los resultados de los modelos concluyen que la primera explosión ya podría haber generado una cantidad de oxígeno equivalente a 0,051 masa solares, mientras que la segunda pudo provocar una cantidad muy superior, hasta 55 masas solares de oxígeno. Los autores creen que el oxígeno gaseoso se enfrió y se mezcló con el hidrógeno resultante de las supernovas en cantidades suficientes.

Se cree que la primera generación de estrellas fueron masivas y tuvo una vida breve, cuyo final habría provocado la aparición de islas de gases enriquecidos con elementos pesados. Ese universo primigenio era más cálido e incapaz de enfriarse y algunas investigaciones teóricas previas habían apuntado a que en esas islas, en temperaturas alrededor de 27º, puede aparecer agua en estado gaseoso, incluso en condiciones de escasez de los elementos constituyentes.

De esta forma el agua pudo aparecer en los densos restos de material resultantes de estas explosiones; donde se habría generado gracias a las altas temperaturas y densidades alcanzadas. Estas acumulaciones de materia resultantes ya habían sido señaladas como el probable entorno en el que se formó la segunda generación de estrellas y planetas. "El resultado clave y más sorprendente de nuestro estudio es que, aunque la masa total de agua en estas explosiones es modesta, se concentraba fuertemente en las únicas estructuras capaces de formar nuevas estrellas y planetas", resume Daniel Whalen, investigador de la Universidad de Portsmouth y primer autor del estudio.

Aparición de agua líquida

En la simulación de la primera supernova los científicos concluyen que la masa de agua producida alcanzaba grandes cantidades que equivalen a entre una cienmillonésima y una millonésima parte de una masa solar, que habría aparecido a lo largo de los 30 o 90 millones de años posteriores a la supernova. En el segundo escenario, el de la estrella con mayor masa, la cantidad de oxígeno era equivalente a 0,001 masas solares, y habría aparecido en los 3 millones de años posteriores.

Los autores sugieren que si el agua pudo sobrevivir al proceso de formación de las primeras galaxias y a ese entorno tan destructivo, es probable que después fuese incorporada al proceso de formación de los planetas hace miles de millones de años. "Además de revelar que un ingrediente primario para la vida ya existía en el Universo 100-200 millones de años después del Big Bang, nuestras simulaciones muestran que el agua era probablemente un ingrediente clave de las primeras galaxias", resume Whalen.

Las revelaciones sobre la aparición de agua en el universo primigenio plantean otras muchas preguntas. Entre ellas, el debate sobre las condiciones en las que apareció por primera vez el agua en estado líquido. Investigadores posteriores explorarán si las condiciones creadas por esas primeras supernovas eran ya las adecuadas para su aparición. Una hipótesis es que la acumulación de materia resultante diera lugar a discos protoplanetarios, que a su vez acogieron planetas rocosos en el entorno de estrellas longevas de baja masa donde aparecería por primera vez el agua en estado líquido.

El Mundo