Vea También
 |
| Con esta observación, el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA ha establecido un nuevo y extraordinario punto de referencia: detectar la luz de una estrella que existió en los primeros mil millones de años tras el nacimiento del Universo en el Big Bang (a un desplazamiento al rojo de 6,2), la estrella individual más lejana jamás vista. Esto establece un objetivo importante para el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA en su primer año. Crédito: NASA, ESA, B. Welch (JHU), D. Coe (STScI), A. Pagan (STScI) |
El telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA ha establecido un nuevo y extraordinario hito: detectar la luz de una estrella que existió en los primeros mil millones de años tras el nacimiento del Universo en el Big Bang (a un desplazamiento al rojo de 6,2), la estrella individual más lejana jamás vista. Esto establece un objetivo importante para el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA en su primer año
Este hallazgo supone un enorme salto atrás en el tiempo en comparación con el anterior poseedor del récord de estrella individual; detectado por el Hubble en 2018. Esa estrella existió cuando el universo tenía unos 4.000 millones de años, o el 30 por ciento de su edad actual, en un momento que los astrónomos denominan "desplazamiento al rojo 1,5" Los científicos utilizan la palabra "corrimiento al rojo" porque, a medida que el Universo se expande, la luz de los objetos distantes se estira o se "desplaza" a longitudes de onda más largas y rojas a medida que viaja hacia nosotros.
Pero la estrella recién detectada está tan lejos que su luz ha tardado 12.900 millones de años en llegar a la Tierra, apareciendo ante nosotros como cuando el Universo tenía sólo el 7 por ciento de su edad actual, a un desplazamiento al rojo de 6,2. Los objetos más pequeños vistos anteriormente a una distancia tan grande son cúmulos de estrellas, incrustados dentro de las primeras galaxias.
"Al principio casi no nos lo creíamos, estaba mucho más lejos que la estrella anterior más distante y con mayor corrimiento al rojo", dijo el astrónomo Brian Welch, de la Universidad Johns Hopkins de Baltimore, autor principal del artículo que describe el descubrimiento, que se publica en la revista Nature. El descubrimiento se realizó a partir de datos recogidos durante el programa RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) del Hubble, dirigido por el coautor Dan Coe en el Space Telescope Science Institute (STScI).
"Normalmente, a estas distancias, las galaxias enteras parecen pequeñas manchas, la luz de millones de estrellas se mezcla", dijo Welch. "La galaxia que alberga esta estrella ha sido ampliada y distorsionada por la lente gravitacional en una larga media luna que hemos denominado Arco del Amanecer". Tras estudiar la galaxia en detalle, Welch determinó que una de las características es una estrella extremadamente magnificada a la que llamó Earendel, que significa "estrella de la mañana" en inglés antiguo. El descubrimiento promete abrir una era inexplorada de formación estelar muy temprana.
"Earendel existió hace tanto tiempo que es posible que no tuviera todas las mismas materias primas que las estrellas que nos rodean hoy en día", explicó Welch. "Estudiar Earendel será una ventana a una era del Universo que desconocemos, pero que nos llevó a todo lo que conocemos. Es como si hubiéramos estado leyendo un libro muy interesante, pero empezamos por el segundo capítulo, y ahora tendremos la oportunidad de ver cómo empezó todo", dijo Welch.
"Existe una predicción teórica de larga data según la cual las estrellas que se forman únicamente a partir de los elementos que se forjaron poco después del Big Bang -hidrógeno, helio y trazas de litio- deberían ser más masivas que las estrellas que se forman hoy en día", añadió Erik Zackrisson, miembro del equipo, del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Uppsala (Suecia). "Estas estrellas primordiales, conocidas como estrellas de la población III, han eludido hasta ahora a los observadores, pero podrían hacerse detectables si se someten a un aumento muy grande por medio de lentes gravitacionales, como en el caso del objeto Earendel".
El equipo de investigación estima que Earendel tiene al menos 50 veces la masa de nuestro Sol y es millones de veces más brillante, rivalizando con las estrellas más masivas conocidas. Pero incluso una estrella tan brillante y de gran masa sería imposible de ver a una distancia tan grande sin la ayuda del aumento natural de un enorme cúmulo de galaxias, en este caso conocido como WHL0137-08, que se encuentra entre nosotros y Earendel. La masa del cúmulo de galaxias deforma el tejido del espacio, creando una poderosa lupa natural que distorsiona y amplifica en gran medida la luz de los objetos distantes que se encuentran detrás.
Gracias a la rara alineación con el cúmulo de galaxias de la lupa, la estrella Earendel aparece directamente sobre, o extremadamente cerca de, una ondulación en el tejido del espacio. Esta ondulación, que se conoce en óptica como "cáustica", proporciona el máximo aumento y brillo. El efecto es análogo al de la superficie ondulada de una piscina que crea patrones de luz brillante en el fondo de la misma en un día soleado. Las ondulaciones de la superficie actúan como lentes y enfocan la luz solar hasta alcanzar el máximo brillo en el fondo de la piscina.
Esta cáustica hace que la estrella Earendel sobresalga del resplandor general de su galaxia de origen. Su brillo se multiplica por mil o más. En este momento los astrónomos no pueden determinar si Earendel es una estrella binaria, pero la mayoría de las estrellas masivas tienen al menos una estrella compañera más pequeña.
 |
| Esta vista detallada resalta la posición de la estrella Earendel a lo largo de una ondulación en el espacio-tiempo (línea punteada) que la amplía y hace posible que la estrella sea detectada a una distancia tan grande: casi 13.000 millones de años luz. También se indica un cúmulo de estrellas que se refleja a ambos lados de la línea de aumento. La distorsión y el aumento son creados por la masa de un enorme cúmulo de galaxias situado entre el Hubble y el Earendel. La masa del cúmulo de galaxias es tan grande que deforma el tejido del espacio, y mirar a través de ese espacio es como mirar a través de una lupa: a lo largo del borde del cristal o de la lente, la apariencia de las cosas del otro lado se deforma y se amplía. Créditos: Ciencia: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Procesamiento de imágenes: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI) |
Los astrónomos esperan que Earendel siga estando muy magnificada durante los próximos años. Será observada por el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA a finales de 2022. La alta sensibilidad de Webb a la luz infrarroja es necesaria para conocer mejor a Earendel, ya que su luz está estirada (desplazada al rojo) a longitudes de onda infrarrojas más largas por la expansión del Universo.
"Las imágenes y el espectro de Webb nos permitirán confirmar que Earendel es efectivamente una estrella, y acotar su edad, temperatura, masa y radio", explicó el miembro del equipo José María Diego, del Instituto de Física de Cantabria, en España. "La combinación de las observaciones del Hubble y del Webb nos permitirá conocer también las microlentes del cúmulo de galaxias, que podrían incluir objetos exóticos como agujeros negros primordiales".
La composición de Earendel será de gran interés para los astrónomos, porque se formó antes de que el Universo se llenara de los elementos pesados producidos por las sucesivas generaciones de estrellas masivas. Si los estudios de seguimiento descubren que Earendel sólo está formada por hidrógeno y helio primordiales, sería la primera prueba de la existencia de las legendarias estrellas de la Población III, que se supone que fueron las primeras estrellas que se formaron después del Big Bang. Aunque la probabilidad es pequeña, Welch admite que es muy atractiva.
"Con Webb, podremos ver estrellas aún más lejanas que Earendel, lo que sería increíblemente emocionante", dijo Welch. "Iremos tan atrás como podamos. Me encantaría que Webb batiera el récord de distancia de Earendel".
Fuentes, créditos y referencias:
Welch, B., Coe, D., Diego, J.M. et al. A highly magnified star at redshift 6.2. Nature 603, 815–818 (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04449-y
Fuente: NASA