Captan la luz de la estrella más lejana nunca vista

El telescopio espacial Hubble de la NASA ha establecido un nuevo hito al captar la luz de la estrella más lejana nunca vista. Denominada Earendel, la estrella se halla tan lejos que su luz ha tardado 12900 millones de años en llegar a la Tierra, de modo que la observamos tal y como era cuando el universo tenía solo el 7% de su edad actual. El hallazgo, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y publicado hoy en la revista Nature, supone un enorme salto atrás en el tiempo con respecto al récord anterior –una estrella que vivió hace unos nueve mil millones de años–, y proporciona una visión única de los albores del universo.

La estrella más lejana. Fuente: SCIENCE: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI) IMAGE PROCESSING: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI).

«Casi no lo creímos al principio –señala Brian Welch, investigador de la Universidad Johns Hopkins y autor principal del trabajo–. Normalmente, a estas distancias las galaxias enteras parecen pequeñas manchas, pero esta galaxia ha sido ampliada y distorsionada por una lente gravitatoria hasta formar una media luna que hemos denominado arco del amanecer”. Al estudiar esta galaxia en detalle, el equipo científico observó una estrella extremadamente magnificada a la que llamó Earendel, que significa «estrella de la mañana» en inglés antiguo.

Las lentes gravitatorias son efectos comunes en el universo que se producen cuando la materia de un cúmulo de galaxias, en su mayor parte materia oscura, desvía los rayos de luz de las galaxias de fondo y actúa como una lente magnificadora o una lupa. En este caso, es el cúmulo de galaxias WHL0137-08, situado entre nosotros y Earendel, lo que distorsiona y amplifica enormemente su luz.

Si Earendel es una sola estrella y no un sistema doble, el equipo estima que tendría al menos cincuenta veces la masa de nuestro Sol y millones de veces su brillo, lo que la sitúa entre las estrellas más masivas conocidas. El descubrimiento, posible gracias a los datos del programa RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) de telescopio espacial Hubble, promete abrir una era inexplorada de formación estelar muy temprana.

Una afortunada alineación

Gracias a la rara alineación con el cúmulo de galaxias que actúa como lente, la estrella Earendel aparece extremadamente cerca de una ondulación en el tejido del espacio. Esta ondulación, que en óptica se conoce como cáustica, proporciona una magnificación máxima. El efecto es análogo al de la superficie ondulada de una piscina, que crea patrones de luz brillante en el fondo de la piscina en un día soleado. Las ondulaciones de la superficie actúan como lentes y enfocan la luz del sol para obtener el máximo brillo en el fondo de la piscina. En el caso de Earendel, la cáustica hace que la estrella destaque sobre el resplandor general de su galaxia anfitriona y su brillo se magnifique en un factor de miles.

Imagen del telescopio espacial Hubble que muestra Earendel, la estrella más lejana descubierta. SCIENCE: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI) IMAGE PROCESSING: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI).

«Para predecir si la magnificación y brillo de Earendel se mantendrán estables en los próximos años o si es un fenómeno temporal, necesitábamos estimar la masa de todas las estrellas que se encuentran en la línea de visión entre nosotros y Earendel. Estas estrellas son las que se encuentran en las alas de las galaxias próximas a Earendel, más aquellas que no pertenecen a ninguna galaxia y que componen lo que se conoce como luz intracumular. Esta ha sido específicamente la aportación que hemos realizado desde el IAA a este descubrimiento”, apunta Yolanda Jiménez Teja, investigadora del IAA-CSIC que participa en el trabajo.

Dado que los datos apuntan a que Earendel seguirá estando magnificada durante años, el equipo planea estudiar esta estrella con el telescopio espacial James Webb (NASA), que estará operativo en los próximos meses. «Con Webb esperamos confirmar que Earendel es realmente una estrella y medir su brillo y temperatura, lo que nos indicará su tipo y la etapa del ciclo de vida estelar en la que se halla –señala Dan Coe, investigador del Space Telescope Science Institute (STScI) y coordinaror programa RELICS que participa en el trabajo–. También esperamos descubrir que la región carece de los elementos pesados que se formaron en las siguientes generaciones de estrellas, lo que sugeriría que Earendel es una rara estrella masiva pobre en metales».

Referencia bibliográfica: 

B. Welch et al. «A highly magnified star at redshift 6.2». Nature, March 31, 2022.