El telescopio espacial Hubble detectó la luz de una estrella que existió en los primeros mil millones de años después del nacimiento del universo en el Big Bang; esto la convierte en la más lejana jamás vista hasta la fecha. Fue denominada Earendel, que significa estrella de la mañana en inglés antiguo, y su resplandor ha recorrido 12 mil 900 millones de años luz.
El hallazgo es un gran salto más atrás en el tiempo que con el récord anterior de una sola estrella; esta fue detectada por Hubble en 2018. Esa estrella existía cuando el universo tenía unos 4 mil millones de años, o el 30 por ciento de su edad actual, en un momento al que los astrónomos se refieren como un "desplazamiento al rojo de 1.5".
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¿Qué significa 'desplazamiento hacia el rojo'?
Los científicos usan este término 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.
La estrella recién detectada está tan lejos que su luz ha tardado 12 mil 900 millones de años en llegar a la Tierra, y se nos aparece como cuando el universo tenía solo el 7 por ciento de su edad actual, con un desplazamiento al rojo de 6.2. Los objetos más pequeños vistos anteriormente a una distancia tan grande son cúmulos de estrellas dentro de galaxias primitivas.
"Al principio casi no lo creíamos: estaba mucho más lejos que la anterior estrella de mayor desplazamiento al rojo más distante", dijo en un comunicado el astrónomo Brian Welch de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, autor principal del artículo que describe el descubrimiento, publicado el 30 de marzo en la revista Nature.
"Normalmente, a estas distancias, las galaxias enteras se ven manchas pequeñas, donde se mezcla la luz de millones de estrellas", dijo Welch. "La galaxia que alberga esta estrella ha sido ampliada y distorsionada por lentes gravitacionales en una larga media luna que llamamos el Arco del Amanecer".
Después de estudiar la galaxia en detalle, Welch determinó que uno de los elementos es una estrella extremadamente magnificada que llamó Earendel. El descubrimiento promete abrir una era inexplorada de formación estelar muy temprana.
Earendel, una estrella de otro tiempo
"Earendel existió hace tanto tiempo que es posible que no haya tenido todas las mismas materias primas que las estrellas que nos rodean hoy en día", explicó Welch.
"Estudiarla será una ventana a una era del universo con la que no estamos familiarizados, pero que condujo a todo lo que conocemos. Es como si hubiéramos estado leyendo un libro muy interesante, pero comenzamos con el segundo capítulo, y ahora tendremos la oportunidad de ver cómo comenzó todo", dijo Welch.
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 que se conocen. 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 que produce un enorme cúmulo de galaxias, 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 enormemente la luz de los objetos distantes que están detrás de él.
Gracias a la rara alineación con el cúmulo de galaxias que sirven de lente de aumento, la estrella Earendel aparece directamente sobre una ondulación en el tejido del espacio, o muy cerca de ella. Esta ondulación, que se define en óptica como una "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 piscina en un día soleado. Las ondulaciones en la superficie actúan como lentes y enfocan la luz solar al brillo máximo en el fondo de la piscina.
¿Una estrella binaria?
Esta cáustica hace que Earendel sobresalga del resplandor general de su galaxia de origen. Su brillo se magnifica mil veces o más. A este punto, los astrónomos no pueden determinar si es una estrella binaria, aunque la mayoría de las estrellas masivas tienen por lo menos una estrella compañera más pequeña.
"Con Webb esperamos confirmar que Earendel es de hecho una estrella, así como medir su brillo y temperatura", dijo Coe. Estos detalles reducirán la investigación sobre su tipo y su etapa en el ciclo de vida estelar.
La composición de Earendel será de gran interés para los astrónomos, porque se formó antes de que el universo se llenara con los elementos pesados producidos por las sucesivas generaciones de estrellas masivas. Si los estudios de seguimiento encuentran que está compuesta solo de hidrógeno y helio primordiales, sería la primera evidencia de las legendarias estrellas de Población III, que se supone que son las primeras estrellas nacidas después del Big Bang. Si bien la probabilidad es pequeña, Welch admite que es tentadora de todos modos.
"Con Webb, podemos ver estrellas incluso más lejanas que Earendel, lo que sería increíblemente emocionante", dijo Welch.
amt