La estrella más distante jamás descubierta puede haber sido mal clasificada: en lugar de ser una sola estrella, el objeto, apodado Eärendel de la palabra inglesa antigua para “estrella de la mañana”, puede ser un cúmulo estelar, un grupo de estrellas unidas por la gravedad y formadas a partir de la misma nube de gas y polvo, sugiere una nueva investigación.
Descubierta por el telescopio espacial Hubble en 2022, se pensaba que Eärendel era una estrella que se formó apenas 900 millones de años después del Big Bang, cuando el universo tenía solo el 7% de su edad actual. Ahora, en un estudio publicado el 31 de julio en The Astrophysical Journal, astrónomos utilizaron el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para observar Eärendel desde una nueva perspectiva. Querían explorar la posibilidad de que Eärendel no fuera una estrella única ni un sistema binario, como se creía anteriormente, sino un cúmulo estelar compacto. Descubrieron que las características espectrales de Eärendel coinciden con las de los cúmulos globulares (un tipo de cúmulo estelar) que se encuentran en el universo local.
“Lo tranquilizador de este trabajo es que si Eärendel es realmente un cúmulo estelar, ¡no es inesperado!”, declaró Massimo Pascale, estudiante de doctorado en astronomía de la Universidad de California, Berkeley, y autor principal del estudio, a Live Science por correo electrónico. “Este trabajo revela que Eärendel parece bastante consistente con el aspecto que esperamos que tendrían los cúmulos globulares que observamos en el universo local durante los primeros mil millones de años del universo”.
Objeto antiguo
Eärendel, ubicada en la galaxia del Arco del Amanecer, a 12.900 millones de años luz de nosotros, fue descubierta mediante un fenómeno conocido como lente gravitacional, un fenómeno predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein, en el que los objetos masivos curvan la luz que pasa a su alrededor. Un cúmulo de galaxias masivo ubicado entre la Tierra y Eärendel es tan grande que distorsiona la estructura del espacio-tiempo, creando un efecto de aumento que permitió a los astrónomos observar la luz de Eärendel, que de otro modo sería demasiado débil para ser detectada. Los estudios indican que la estrella parece al menos 4000 veces más grande debido a este efecto de lente gravitacional.
Este poder de aumento es máximo en ciertas regiones especiales. Si una estrella o galaxia se encuentra justo al lado de una de estas regiones, su imagen puede verse cientos o miles de veces más brillante de lo normal. Eärendel parece estar extremadamente cerca de uno de estos puntos óptimos, por lo que podemos verlo a pesar de estar a casi 12.900 millones de años luz de distancia. Estas alineaciones casi perfectas son increíblemente raras, lo que llevó a los astrónomos a considerar explicaciones alternativas más allá de una sola estrella.
Tras el descubrimiento de Eärendel en 2022, los investigadores analizaron el objeto utilizando datos del sensor de imágenes de infrarrojo cercano (NIRCam) del JWST. Al examinar su brillo y tamaño, concluyeron que Eärendel podría ser una estrella masiva, más del doble de caliente que el Sol y aproximadamente un millón de veces más luminosa que nuestra estrella. En el color de Eärendel, los astrónomos también encontraron indicios de la presencia de una estrella compañera más fría.
“Después de que algunos trabajos recientes demostraran que, efectivamente, Eärendel podría (aunque no necesariamente) ser mucho más grande de lo que se creía, me convencí de que valía la pena explorar el escenario del cúmulo estelar”, dijo Pascale.
Utilizando datos espectroscópicos de los instrumentos NIRSpec del JWST, Pascale y su equipo estudiaron la edad y el contenido de metal de Eärendel. El equipo analizó el continuo espectroscópico de Eärendel, que básicamente muestra cómo su brillo cambia gradualmente a lo largo de diferentes longitudes de onda de luz. Este patrón coincidía con lo esperado de un cúmulo estelar y, como mínimo, con la luz combinada de varias estrellas.
“La nueva parte de este estudio es el espectro NIRSpec, que proporciona un poco más de detalle de lo que era posible con los datos de NIRCam”, dijo Brian Welch, investigador postdoctoral de la Universidad de Maryland y la NASA, quien dirigió el equipo que descubrió Eärendel en 2022, pero no participó en el nuevo estudio.
Pero Welch no cree que los nuevos datos sean suficientes para confirmar que Eärendel es un cúmulo estelar.
“Con la resolución espectral del instrumento NIRSpec, el espectro de una estrella con efecto lente y el de un cúmulo estelar pueden ser muy similares. Por lo tanto, es importante considerar todos los datos disponibles al intentar clasificar estos objetos tan magnificados”, explicó Welch a Live Science por correo electrónico.
Los investigadores solo exploraron la posibilidad de un “cúmulo estelar”. No investigaron todos los escenarios posibles, como que Eärendel sea una estrella única o un sistema estelar múltiple, ni compararon los resultados.
“La medición es sólida y está bien realizada, pero al considerar únicamente la hipótesis del cúmulo estelar, el estudio tiene un alcance limitado”, señaló Welch.
Tanto Pascale como Welch coincidieron en que la clave para resolver el misterio de Eärendel reside en el monitoreo de los efectos de microlente. La microlente es un subtipo de lente gravitacional en el que un objeto que pasa cerca distorsiona temporalmente la imagen de un objeto distante cuando un objeto más cercano se alinea frente a él al pasar. Los cambios de brillo debidos a la microlente son más perceptibles cuando los objetos distantes son pequeños, como estrellas, planetas o sistemas estelares, que cuando se trata de cúmulos estelares mucho más grandes.
“Será emocionante ver qué podrían hacer los futuros programas del JWST para desmitificar aún más la naturaleza de Eärendel”, dijo Pascale.
Fuente: Live Science.
