La estrella individual más distante acaba de ser detectada, tan antigua como el amanecer cósmico

Desde miles de millones de años luz a través del vasto abismo del espacio-tiempo, desde el mismo amanecer del Universo, los astrónomos han detectado la luz de una sola estrella.

Sus descubridores la han apodado Earendel, de la palabra anglosajona que significa «estrella de la mañana»; hasta la fecha, es el objeto más distante de su tipo jamás detectado, que data de solo 900 millones de años después del Big Bang.

Debido a que la luz de Eärendel ha viajado tan lejos para llegar a nosotros, sus propiedades son difíciles de discernir, pero ya se han aprobado observaciones de seguimiento para el Telescopio Espacial James Webb.

Los primeros mil millones de años de la historia del Universo después del Big Bang hace 13.800 millones de años, también conocido como el Amanecer Cósmico, son muy difíciles de ver. No solo es turbio y oscuro muy temprano, cuando se forman las primeras estrellas y galaxias, sino que también es extremadamente distante. Incluso encontrar cuásares, los objetos más brillantes del Universo, amplía las capacidades de nuestra tecnología y técnicas de análisis.

Pero hay una peculiaridad de la gravedad que puede mostrarnos cosas pequeñas y distantes que de otro modo estarían fuera de nuestro alcance. Se llama lente gravitacional y tiene que ver con la curvatura gravitatoria del espacio-tiempo alrededor de objetos masivos, como galaxias y cúmulos de galaxias.

Si un objeto masivo está exactamente en el lugar correcto entre nosotros y un objeto más distante, la luz de ese objeto distante viajará a lo largo de la curvatura gravitacional del espacio-tiempo. Esto tiene el efecto de una lupa absolutamente enorme: la luz del objeto distante puede mancharse y distorsionarse, pero también se magnifica y, a menudo, se duplica.

lentes gravitacionales Diagrama que ilustra la lente gravitacional. (NASA, ESA & L. Calçada)

Luego, los astrónomos pueden aplicar ingeniería inversa a la luz para descubrir cuál era el objeto ampliado. A la distancia del Amanecer Cósmico, estas manchas suelen resultar ser galaxias.

La galaxia natal de Eärendel, cuyo nombre real es WHL0137-LS, algo menos bonito, fue captada por primera vez por el Telescopio Espacial Hubble como una mancha de este tipo, magnificada por un cúmulo de galaxias masivo. Allí, dentro de la galaxia, un equipo dirigido por el astrofísico Brian Welch de la Universidad Johns Hopkins encontró un solo objeto brillante justo encima de la curva crítica de la lente.

Cuando vemos objetos individuales brillantes en otras galaxias, tienden a ser mucho más brillantes que una estrella típica; pero cualquier cosa mucho más brillante que una estrella típica también tiende a ser fugaz, como una nova o un evento de interrupción de marea alrededor de un agujero negro.

A lo largo de 3,5 años de observaciones, el brillo de Eärendel no cambió. Esto, junto con su ubicación, sugirió que no es transitoria, sino una estrella brillante en el lugar correcto en el momento correcto.

Sabemos lo lejos que está, por lo estirada que está la luz. La expansión del Universo hace que las ondas de luz se atenúen, una propiedad conocida como corrimiento al rojo. Los astrónomos estiman la distancia de los primeros objetos del Universo basándose en el corrimiento al rojo de la luz.

Un análisis de la luz ultravioleta de Eärendel sugirió que el objeto tiene unas 50 veces la masa del Sol. Pero más detalles que eso son demasiado difíciles de extraer de los datos disponibles. No sabemos la clasificación espectral de la estrella, por ejemplo, que sería útil.

Hemos visto algunas estrellas muy antiguas que han sobrevivido miles de millones de años, pero las estrellas más masivas tienden a morir más jóvenes, por lo que saber qué tipo de estrella es aclararía un poco la evolución temprana del Universo.

Ni siquiera sabemos si es una estrella solitaria o una binaria con una masa combinada de alrededor de 50 masas solares. En el último caso, sin embargo, los binarios masivos conocidos generalmente consisten en una estrella mucho más masiva que emite la mayor parte de la luz del sistema, y ​​el equipo espera que ese también sea el caso con Earendel.

La estrella más antigua jamás vista podría decirnos algunas cosas interesantes sobre el Universo primitivo. Por ejemplo, no hemos podido observar los procesos que llevaron a que la luz pudiera fluir libremente por todo el Universo, lo que se conoce como reionización. Los astrónomos creen que detrás de él había estrellas y galaxias, pero no tienen observaciones directas de cómo se desarrolló.

Hemos visto galaxias en el Amanecer Cósmico. Reducir nuestra comprensión a los tipos de estrellas individuales que existían en ese momento sería muy interesante.

Se ha aprobado el tiempo para que Webb realice observaciones espectroscópicas de Eärendel, que Welch y sus colegas esperan que revelen más información sobre la estrella, incluida su edad, clasificación, una masa más detallada y si es o no un sistema binario.

La investigación ha sido publicada en Naturaleza.

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