Telescopio Webb revela los colores de Eärendel, la estrella más distante jamás detectada
Por la NASA.
09 de agosto de 2023.
Esta imagen del Telescopio Espacial James Webb de la NASA de un cúmulo de galaxias masivas llamado WHL0137-08 contiene la galaxia más aumentada conocida en los primeros mil millones de años del Universo: el Arco del Amanecer, y dentro de esa galaxia, la estrella más distante jamás detectada. La estrella, apodada Eärendel, fue descubierta por primera vez por el Telescopio Espacial Hubble. Las observaciones de seguimiento utilizando la NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) de Webb revelan que la estrella es una estrella masiva de tipo B, más del doble de caliente que nuestro Sol, y alrededor de un millón de veces más luminosa. Earendel está posicionada a lo largo de una arruga en el espacio-tiempo que le da un aumento extremo, lo que le permite emerger a la vista desde su galaxia anfitriona, que aparece como una mancha roja en el cielo. La estrella es detectable solo debido al poder combinado de la tecnología humana y la naturaleza a través de un efecto llamado lente gravitacional. En esta imagen, el arco del amanecer aparece justo debajo del pico de difracción en la posición de las 5 en punto. Las galaxias blancas más borrosas en el centro de la imagen son parte del cúmulo de galaxias unidas por la gravedad. Las diversas galaxias curvas más rojas son galaxias de fondo captadas por el espejo sensible de Webb. Crédito: Imagen: NASA, ESA, CSA, Ciencia: Dan Coe (STScI/AURA para ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD).
La detección de estrellas extremadamente distantes, o las más cercanas en el tiempo al Big Bang, puede proporcionar información sobre los primeros capítulos de la historia de nuestro Universo. En 2022, el telescopio espacial Hubble rompió su propio récord y detectó la estrella más distante hasta el momento. Esta estrella, apodada Eärendel, emitió su luz durante los primeros mil millones de años del Universo.
Sin embargo, detectar y confirmar la distancia de la estrella es solo el comienzo. Ahí es donde entra en juego el Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Las observaciones iniciales de Webb de Eärendel han revelado información sobre el tipo de estrella, e incluso sobre la galaxia que la rodea. El análisis futuro de las observaciones espectroscópicas de Webb de Earendel y su galaxia anfitriona, el Arco del Amanecer, también podría revelar información sobre el brillo, la temperatura y la composición.
El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha seguido las observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la estrella más lejana jamás detectada en el Universo muy distante, dentro de los primeros mil millones de años después del Big Bang. El instrumento NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) de Webb revela que la estrella es una estrella masiva de tipo B, más del doble de caliente que nuestro Sol, y alrededor de un millón de veces más luminosa.
La estrella, que el equipo de investigación ha denominado Earendel, está ubicada en la galaxia Sunrise Arc y solo es detectable debido al poder combinado de la tecnología humana y la naturaleza a través de un efecto llamado lente gravitacional. Tanto Hubble como Webb pudieron detectar a Earendel debido a su afortunada alineación detrás de una arruga en el espacio-tiempo creada por el enorme cúmulo de galaxias WHL0137-08.
El cúmulo de galaxias, ubicado entre nosotros y Eärendel, es tan masivo que deforma la estructura del espacio mismo, lo que produce un efecto de aumento, lo que permite a los astrónomos mirar a través del cúmulo como una lupa.
Mientras que otras características en la galaxia aparecen varias veces debido a la lente gravitacional, Earendel solo aparece como un único punto de luz, incluso en las imágenes infrarrojas de alta resolución de Webb. Basándose en esto, los astrónomos determinan que el objeto está magnificado por un factor de al menos 4.000 y, por lo tanto, es extremadamente pequeño: la estrella más distante jamás detectada, observada 1.000 millones de años después del Big Bang.
El poseedor del récord anterior para la estrella más distante fue detectado por Hubble y observado alrededor de 4 mil millones de años después del Big Bang. Otro equipo de investigación que utilizó Webb identificó recientemente una estrella con lentes gravitacionales a la que apodaron Quyllur, una estrella gigante roja observada 3 mil millones de años después del Big Bang.
Estrellas tan masivas como Eärendel suelen tener compañeros. Los astrónomos no esperaban que Webb revelara ningún compañero de Eärendel, ya que estarían muy juntos e indistinguibles en el cielo. Sin embargo, basándose únicamente en los colores de Eärendel, los astrónomos creen que ven indicios de una estrella compañera más fría y roja. Esta luz ha sido estirada por la expansión del Universo a longitudes de onda más largas de lo que pueden detectar los instrumentos del Hubble, por lo que solo fue detectable con Webb.
La NIRCam de Webb también muestra otros detalles notables en el Arco del Amanecer, que es la galaxia más aumentada detectada hasta ahora en los primeros mil millones de años del Universo. Las características incluyen regiones de formación de estrellas jóvenes y cúmulos de estrellas establecidos más antiguos, tan pequeños como 10 años luz de diámetro. A ambos lados de la arruga de máxima ampliación, que atraviesa Eärendel, estas características se reflejan en la distorsión de la lente gravitacional.
La región que forma las estrellas parece alargada y se estima que tiene menos de 5 millones de años. Los puntos más pequeños a cada lado de Earendel son dos imágenes de un cúmulo estelar más antiguo y más establecido, que se estima que tiene al menos 10 millones de años. Los astrónomos determinaron que este cúmulo de estrellas está ligado gravitacionalmente y es probable que persista hasta el día de hoy. Esto nos muestra cómo podrían haberse visto los cúmulos globulares de nuestra propia Vía Láctea cuando se formaron hace 13 mil millones de años.
Actualmente, los astrónomos están analizando los datos de las observaciones del instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de Webb de la galaxia Sunrise Arc y Earendel, que proporcionarán mediciones precisas de composición y distancia para la galaxia.
Desde el descubrimiento de Earendel por parte del Hubble, Webb ha detectado otras estrellas muy distantes usando esta técnica, aunque ninguna tan lejos como Earendel. Los descubrimientos han abierto un nuevo ámbito del Universo a la física estelar y un nuevo tema para los científicos que estudian el Universo primitivo, donde alguna vez las galaxias fueron los objetos cósmicos detectables más pequeños.
El equipo de investigación tiene la cautelosa esperanza de que esto pueda ser un paso hacia la eventual detección de una de las primeras generaciones de estrellas, compuesta únicamente por los ingredientes crudos del Universo creado en el Big Bang: hidrógeno y helio.
Fuente:
https://phys.org/news/2023-08-webb-telescope-reveals-earendel-distant.html