Las observaciones sugieren que Eärendel tiene una estrella compañera

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 El Telescopio Espacial Hubble rompió su propio récord y vio la estrella más lejana hasta la fecha. Esta estrella, apodada Eärendel, emitió su luz durante los primeros mil millones de años del universo.

Sin embargo, señalar y confirmar la distancia de la estrella es solo el comienzo. es ahi que NASAEs Telescopio espacial James Webb Las primeras observaciones de Earendel por parte de Webb revelaron información sobre el tipo de estrella e incluso sobre la galaxia que rodea a la estrella. El análisis futuro de las observaciones espectroscópicas de Webb de Earendel y su galaxia anfitriona, el Arco del Amanecer, también puede revelar información sobre el brillo, la temperatura y la composición.

Esta imagen del telescopio espacial James Webb de la NASA muestra un cúmulo de galaxias masivo llamado WHL0137-08, y a la derecha hay una inserción de la galaxia más ampliada conocida en los primeros mil millones de años del universo: el arco del amanecer. Dentro de esta galaxia se encuentra la estrella más distante jamás detectada, descubierta por primera vez por el telescopio espacial Hubble.
El instrumento NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) de Webb revela que la estrella, denominada Earendel, es una estrella masiva de tipo B, más del doble de caliente que nuestro Sol y alrededor de un millón de veces más luminosa. Las estrellas de esta masa a menudo tienen compañeros. Los astrónomos no esperaban que Webb revelara compañeros de Eärendel porque estarían muy juntos e indistinguibles en el cielo. Sin embargo, basándose únicamente en los colores de Eärendel detectados por Webb, los astrónomos creen que están viendo indicios de una estrella compañera más fría.
Crédito: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA para ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay

El telescopio espacial Webb revela los colores de Earendel

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha rastreado las observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la estrella más distante jamás detectada en el universo muy distante, en 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.

Descubrimiento y observación

La estrella, que el equipo de investigación denominó 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 gracias a su afortunada alineación detrás de una cresta 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 distorsiona la estructura del espacio mismo, produciendo un efecto de aumento, lo que permite a los astrónomos mirar a través del cúmulo como una lupa.

Viaje al cúmulo de galaxias masivas llamado WHL0137-08, que contiene la galaxia más ampliada conocida en los primeros mil millones de años del universo: el arco del amanecer, y dentro de esta galaxia, la estrella más distante jamás detectada. El viaje comienza con una imagen terrestre del astrofotógrafo Akira Fujii, luego se transforma en una placa de Digitized Sky Survey. A continuación, aparece una imagen de la Cámara de Energía Oscura en el Observatorio Victor M. Blanco, y finalmente el video llega a la imagen del cúmulo de galaxias del Telescopio Espacial James Webb.

Ampliación y grabación

Mientras que otras características de la galaxia aparecen varias veces debido a la lente gravitacional, Earendel solo aparece como un único punto brillante, incluso en las imágenes infrarrojas de alta resolución de Webb. Basándose en esto, los astrónomos determinan que el objeto está aumentado 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 Bong. El poseedor del récord anterior para la estrella más distante fue detectado por Hubble y observado unos 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 llamaron Quyllur, una estrella gigante roja observada 3 mil millones de años después del Big Bang.

Características y Compañeros

Estrellas tan masivas como Eärendel suelen tener compañeros. Los astrónomos no esperaban que Webb revelara compañeros de Eärendel porque estarían muy juntos e indistinguibles en el cielo. Sin embargo, basándose únicamente en los colores de Eärendel, los astrónomos creen que están viendo indicios de una estrella compañera más fría y roja. Esta luz fue estirada por la expansión del universo a longitudes de onda más largas que las que pueden detectar los instrumentos del Hubble y, por lo tanto, solo fue detectable con Webb.

Esta es una imagen del cúmulo de galaxias WHL0137-08, que incluye la galaxia Sunrise Arc, con flechas de brújula, barra de escala y clave de color. Las flechas norte y este de la brújula indican la orientación de la imagen en el cielo. Tenga en cuenta que la relación entre el norte y el este en el cielo (visto desde abajo) se invierte en comparación con las flechas de dirección en un mapa en el suelo (visto desde arriba).
Esta imagen muestra longitudes de onda invisibles de luz infrarroja cercana que se han traducido a colores de luz visible. La clave de color indica qué filtros NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) se usaron al recolectar la luz. El color de cada nombre de filtro es el color de la luz visible que se usa para representar la luz infrarroja que pasa a través de ese filtro. Debajo de la imagen hay una clave de color que indica qué filtros NIRCam se usaron para crear la imagen y qué color de luz visible se asigna a cada filtro.
Crédito: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA para ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay

Características del arco del amanecer

La NIRCam de Webb también muestra otros detalles notables en el arco del amanecer, que es la galaxia más ampliada jamás detectada en los primeros mil millones de años del universo. Las características incluyen regiones jóvenes de formación estelar y cúmulos estelares establecidos más antiguos, tan pequeños como 10 años luz de diámetro. A ambos lados de la cresta de aumento máximo, que cruza Eärendel, estas características se reflejan en la distorsión de la lente gravitacional. La región de formación de estrellas parece alargada y se estima que tiene menos de 5 millones de años. Los puntos más pequeños a cada lado de Eärendel son dos imágenes de un cúmulo estelar más antiguo y establecido, que se estima tiene al menos 10 millones de años. Los astrónomos han determinado que este cúmulo de estrellas está ligado gravitacionalmente y probablemente persistirá hasta el día de hoy. Esto nos muestra cómo los cúmulos globulares en nuestro propio vía Láctea podría haberse visto como cuando se formaron hace 13 mil millones de años.

Análisis en curso y descubrimientos futuros

Actualmente, los astrónomos están analizando los datos de las observaciones del instrumento del espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb de la galaxia Sunrise Arc y Earendel, que proporcionarán mediciones precisas de composición y distancia para la galaxia.

Desde el descubrimiento de Eärendel por Hubble, Webb ha detectado otros estrellas muy lejanas usando esta técnica, aunque ninguna tan atrás como Eärendel. Los descubrimientos abrieron una nueva área del universo para la física estelar y un nuevo tema para los científicos que estudian el universo primitivo, donde las galaxias alguna vez fueron los objetos cósmicos detectables más pequeños. El equipo de investigación tiene la cautelosa esperanza de que esto podría ser un paso hacia la eventual detección de uno de los muy primera generación de estrellas, compuesto únicamente por los ingredientes en bruto del universo creados en el big bang: hidrógeno y helio.

El telescopio espacial James Webb es el primer observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas e investiga las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.