El telescopio espacial Hubble localiza la estrella conocida más antigua y lejana

Luz de estrella, estrella brillante, qué lejos se ve la noche.

Los astrónomos anunciaron el miércoles el descubrimiento de la estrella más lejana y antigua jamás vista, un punto de luz que brilló hace 12.900 millones de años, o solo 900 millones de años después del Big Bang que dio origen al universo.

Esto significa que la luz de la estrella viajó 12.900 millones de años luz para llegar a la Tierra.

El resultado fue parte de un esfuerzo por utilizar telescopio espacial Hubble Para buscar algunas de las galaxias más antiguas y lejanas del universo. Por una afortunada coincidencia, los astrónomos pudieron discernir un solo sistema estelar dentro de una de esas galaxias.

dijo Brian Welch, estudiante graduado de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, y autor de Un artículo de investigación publicado el miércoles en la revista Nature describe el descubrimiento.

Por lo general, los objetos distantes son demasiado oscuros para ser vistos. Pero Teoría general de la relatividad de Einstein, que describe cómo la gravedad dobla el espacio, ofrece una solución útil. Un cúmulo de galaxias masivo cercano puede actuar como una lente para amplificar la luz de las estrellas y las galaxias distantes detrás de ellas.

Una encuesta utilizando el Telescopio Espacial Hubble examinó 41 cúmulos galácticos. «Cuando miras un grupo de cúmulos de galaxias realmente masivos, hay una buena posibilidad de que encuentres algunos objetos muy masivos detrás de ellos», dijo el Sr. Welch.

El Sr. Welch dijo que un cúmulo de galaxias generalmente aumenta el brillo del objeto detrás de él hasta 10 veces.

Sin embargo, la luz no se magnifica por igual. Las ondas en el espacio-tiempo pueden crear puntos luminosos, como las ondas en la superficie de una piscina que crean patrones de puntos luminosos en el fondo de la piscina. Al examinar una galaxia ampliada y distante, los astrónomos encontraron que un punto de luz se alineaba con una de las ondas, y su luminosidad se amplificaba mil veces o más.

“La galaxia está como estirada en este largo arco en forma de media luna”, dijo el Sr. Welch. «Y luego la estrella es solo un componente de eso».

A medida que el universo se expande, los objetos distantes se mueven más rápido. Esto cambia la frecuencia de la luz hacia longitudes de onda más largas. La estrella detectada por el Sr. Welch y sus colegas tiene lo que los astrónomos llaman un desplazamiento al rojo de 6,2, muy por encima del récord anterior de la estrella individual más distante. Esta estrella, que se informó en 2018, tenía un desplazamiento hacia el rojo de 1,5, que corresponde a cuando el universo tenía unos cuatro mil millones de años.

Los investigadores llamaron a la nueva estrella Earendel, en inglés antiguo, la «estrella de la mañana». Si es una sola estrella, los astrónomos estiman que es una estrella masiva, unas 50 veces la masa de nuestro sol. También puede ser un sistema de dos o más estrellas.

La alineación de Earendel y el grupo de galaxias durarán años, por lo que Earendel será uno de los objetivos durante el primer año de observaciones del grupo recién lanzado. Telescopio espacial James Webbque tiene un espejo más grande que el Hubble y recoge la luz en longitudes de onda infrarrojas más largas.

Las observaciones de Webb podrán medir el brillo en un espectro de longitudes de onda. Esto ayudará a los astrónomos a determinar la temperatura de la estrella. “Realmente necesitamos ese espectro para decir con algún tipo de certeza absoluta que esta es una estrella en comparación con otro tipo de cosas”, dijo Welch.

El Sr. Welch dijo que más tarde, observaciones más detalladas de Webb podrían determinar la composición de Eärendel. El Big Bang produjo solo los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio. Por lo tanto, se espera que las primeras estrellas contengan concentraciones más bajas de elementos más pesados, que surgen de las reacciones de fusión dentro de las estrellas y en las explosiones de las estrellas moribundas. La hipótesis actual es que con menos elementos pesados, las primeras estrellas deberían ser grandes y brillantes.

«Parece muy caliente y muy masivo», dijo sobre Earndale Stephen Finkelstein, astrónomo de la Universidad de Texas en Austin que no participó en la investigación.

Sin embargo, esta estrella por sí sola no sería suficiente para probar el estado de las estrellas más grandes del universo primitivo. «Pero definitivamente apoya eso», dijo el Dr. Finkelstein. «Si comienzas a formar un gran número, y muchos de ellos parecen ser muy masivos, la evidencia será cada vez más fuerte de que las estrellas más masivas son la norma en el universo distante».

El telescopio Webb también debería ser capaz de encontrar estrellas de aumento distantes como Eärendel, aunque el número de estrellas alineadas por casualidad con una lente gravitacional sigue siendo invisible. Incluso puede ser capaz de identificar algunas estrellas en un desplazamiento hacia el rojo entre 10 y 20, que corresponde a un período entre 100 millones y 500 millones de años después del Big Bang.

«Eso es justo en esa ventana cuando creemos que se están formando las primeras estrellas», dijo el Dr. Finkelstein.