Hubble ve la estrella más lejana jamás vista
La ardiente estrella azul, que existió hace casi 10 mil millones de años, fue fotografiada gracias a una alineación casual que la magnificó por un factor de al menos 2.000.
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Este conjunto de imágenes muestra los cúmulos de galaxias con lentes gravitacionales donde los astrónomos descubrieron la estrella más distante jamás vista. La estrella, apodada Icarus, está marcada por la flecha blanca en la imagen inferior del recuadro.
NASA / ESA / P. Kelly (Universidad de California, Berkeley)
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En un estudio publicado hoy en Nature Astronomy, un equipo internacional de investigadores anunció el descubrimiento de la estrella más distante jamás observada. El equipo detectó la estrella supergigante azul, que brilló cuando el universo tenía apenas un tercio de su edad actual, con la ayuda del Telescopio Espacial Hubble y un fenómeno de observación conocido como lente gravitacional.
"Esta es la primera vez que vemos una estrella individual magnificada", dijo Patrick Kelly, un astrofísico de la Universidad de Minnesota y autor principal del nuevo estudio. "Puedes ver galaxias individuales, pero esta estrella está al menos 100 veces más lejos que la siguiente estrella individual que podemos estudiar, excepto las explosiones de supernova". El descubrimiento único no solo proporciona a los astrónomos una visión de la formación y evolución de las estrellas en el universo temprano, sino también la composición de los cúmulos de galaxias, e incluso la propia naturaleza de la materia oscura.
La luz de la estrella récord, que el equipo ha apodado desde entonces Icaro, fue emitida solo 4400 millones de años después del Big Bang. A pesar de que la estrella era indudablemente brillante, esta ubicada a una distancia que habría sido imposible de ver, incluso con nuestros telescopios más potentes. Afortunadamente, "la estrella se volvió lo suficientemente brillante como para ser visible para Hubble gracias a un proceso llamado "lente gravitacional", dijo el coautor José Diego, astrónomo del Instituto de Física de Cantabria.
La lente gravitacional es un efecto predicho por la teoría general de la Relatividad de Einstein. Ocurre cuando los rayos de luz divergentes de un objeto distante se doblan hacia adentro como una lente, al pasar por un objeto extremadamente masivo, como un cúmulo de galaxias. Según el estudio, cuando un cúmulo de galaxias vaga por casualidad entre la Tierra y un objeto de fondo distante, las lentes gravitatorias pueden ampliar el objeto distante hasta un factor de aproximadamente 50. Además, si hay un objeto más pequeño y exactamente alineado dentro del lente cúmulo de galaxias, entonces el objeto de fondo puede ser magnificado (en un proceso llamado micro lente gravitacional) por un factor de hasta 5.000.
Después de detectar a Ícaro, los investigadores usaron Hubble nuevamente para medir el espectro de la estrella. Al descomponer la luz de la estrella en los colores que la componían, el equipo determinó que mientras Ícaro se hacía más brillante, no se calentaba más. Esto significaba que la estrella no era otra supernova como Refsdal, sino que era una estrella distante que no explotaba y que no solo estaba siendo proyectada por el cúmulo de galaxias intermedias, sino que también estaba ampliada por otro objeto pequeño pero masivo dentro del cúmulo.
"Sabemos que la microlente fue causada por una estrella, una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar", dijo el coautor Steven Rodney de la Universidad de Carolina del Sur, en un comunicado de prensa. Por lo tanto, el descubrimiento de Icaro permite a los astrónomos reunir nuevas ideas sobre la composición del cúmulo de galaxias en sí, explicó. Teniendo en cuenta que los cúmulos de galaxias son algunas de las estructuras más grandes y extensas de nuestro universo, aprender más sobre su composición inevitablemente ayudará a aumentar nuestra comprensión general del cosmos.
Además, la estrella recién descubierta también puede ayudar a arrojar luz sobre uno de los materiales más misteriosos de nuestro universo: la materia oscura. "Si la materia oscura está formada al menos parcialmente por agujeros negros comparativamente de baja masa, como se propuso recientemente, deberíamos ser capaces de ver esto en la curva de luz de Ícaro", dijo Kelly. "Nuestras observaciones no favorecen la posibilidad de que una gran fracción de materia oscura esté formada por estos agujeros negros primordiales con aproximadamente 30 veces la masa del Sol".
No importa lo que los astrónomos puedan obtener del ditante Ícaro, este descubrimiento casual de una estrella extremadamente distante y ampliada probablemente no sea el último. Con el próximo lanzamiento de telescopios modernos y más poderosos como el Telescopio Espacial James Webb, los astrónomos son optimistas de que los eventos de microlentes como este les permitan estudiar la evolución de las primeras estrellas del universo con un detalle sin precedentes
"Esta es la primera vez que vemos una estrella individual magnificada", dijo Patrick Kelly, un astrofísico de la Universidad de Minnesota y autor principal del nuevo estudio. "Puedes ver galaxias individuales, pero esta estrella está al menos 100 veces más lejos que la siguiente estrella individual que podemos estudiar, excepto las explosiones de supernova". El descubrimiento único no solo proporciona a los astrónomos una visión de la formación y evolución de las estrellas en el universo temprano, sino también la composición de los cúmulos de galaxias, e incluso la propia naturaleza de la materia oscura.
La luz de la estrella récord, que el equipo ha apodado desde entonces Icaro, fue emitida solo 4400 millones de años después del Big Bang. A pesar de que la estrella era indudablemente brillante, esta ubicada a una distancia que habría sido imposible de ver, incluso con nuestros telescopios más potentes. Afortunadamente, "la estrella se volvió lo suficientemente brillante como para ser visible para Hubble gracias a un proceso llamado "lente gravitacional", dijo el coautor José Diego, astrónomo del Instituto de Física de Cantabria.
La lente gravitacional es un efecto predicho por la teoría general de la Relatividad de Einstein. Ocurre cuando los rayos de luz divergentes de un objeto distante se doblan hacia adentro como una lente, al pasar por un objeto extremadamente masivo, como un cúmulo de galaxias. Según el estudio, cuando un cúmulo de galaxias vaga por casualidad entre la Tierra y un objeto de fondo distante, las lentes gravitatorias pueden ampliar el objeto distante hasta un factor de aproximadamente 50. Además, si hay un objeto más pequeño y exactamente alineado dentro del lente cúmulo de galaxias, entonces el objeto de fondo puede ser magnificado (en un proceso llamado micro lente gravitacional) por un factor de hasta 5.000.
ESA / NASA / M. Jäger / N. Bartmann / L. Calçada / M. Kornmesser / J. Stanford / M. Andre / RY Shida / LL Christensen
El equipo descubrió inicialmente Ícaro mientras usaba Hubble para detectar y rastrear una supernova, cuya luz se predijo que pronto sería gravitacionalmente proyectada por el cúmulo de galaxias MACS J1149, ubicado a unos 5 mil millones de años luz de distancia. Pero durante sus observaciones, el equipo se sorprendió al descubrir que otra fuente puntual se estaba volviendo inesperadamente más brillante dentro del mismo campo que la supernova esperada. Mientras esperaba que Refsdal se sometiera a su evento de lente previsto, los investigadores accidentalmente tropezaron con una nueva estrella: Ícaro.Después de detectar a Ícaro, los investigadores usaron Hubble nuevamente para medir el espectro de la estrella. Al descomponer la luz de la estrella en los colores que la componían, el equipo determinó que mientras Ícaro se hacía más brillante, no se calentaba más. Esto significaba que la estrella no era otra supernova como Refsdal, sino que era una estrella distante que no explotaba y que no solo estaba siendo proyectada por el cúmulo de galaxias intermedias, sino que también estaba ampliada por otro objeto pequeño pero masivo dentro del cúmulo.
"Sabemos que la microlente fue causada por una estrella, una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar", dijo el coautor Steven Rodney de la Universidad de Carolina del Sur, en un comunicado de prensa. Por lo tanto, el descubrimiento de Icaro permite a los astrónomos reunir nuevas ideas sobre la composición del cúmulo de galaxias en sí, explicó. Teniendo en cuenta que los cúmulos de galaxias son algunas de las estructuras más grandes y extensas de nuestro universo, aprender más sobre su composición inevitablemente ayudará a aumentar nuestra comprensión general del cosmos.
Además, la estrella recién descubierta también puede ayudar a arrojar luz sobre uno de los materiales más misteriosos de nuestro universo: la materia oscura. "Si la materia oscura está formada al menos parcialmente por agujeros negros comparativamente de baja masa, como se propuso recientemente, deberíamos ser capaces de ver esto en la curva de luz de Ícaro", dijo Kelly. "Nuestras observaciones no favorecen la posibilidad de que una gran fracción de materia oscura esté formada por estos agujeros negros primordiales con aproximadamente 30 veces la masa del Sol".
No importa lo que los astrónomos puedan obtener del ditante Ícaro, este descubrimiento casual de una estrella extremadamente distante y ampliada probablemente no sea el último. Con el próximo lanzamiento de telescopios modernos y más poderosos como el Telescopio Espacial James Webb, los astrónomos son optimistas de que los eventos de microlentes como este les permitan estudiar la evolución de las primeras estrellas del universo con un detalle sin precedentes
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