Un equipo de astrofísicos ha aislado en observaciones con el telescopio Webb una estrella candidata bien magnificada en una galaxia que se muestra como era hace casi 12.500 millones de años.
La investigación, publicada en arXiv, fue dirigida por Lukas J. Furtak, estudiante postdoctoral de astrofísica experimental en la Universidad Ben-Gurion del Negev.
Las observaciones realizadas por los telescopios espaciales Hubble y Webb de algunas de las galaxias más antiguas del Universo han proporcionado una gran cantidad de información que desafió y confirmó los modelos predominantes de evolución cosmológica.
Desafortunadamente, como indicaron los autores en su estudio, observar directamente estrellas individuales a estas distancias es imposible porque son demasiado oscuras en relación con las galaxias circundantes. Sin embargo, los científicos han demostrado que las estrellas se pueden observar mediante lentes gravitacionales, una técnica en la que un objeto masivo en primer plano amplifica la luz de un objeto más distante.
Este efecto, predicho por la Teoría de la Relatividad General de Einstein, se produce cuando la fuerza gravitacional de objetos masivos altera la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor. En los últimos años, esta técnica ha permitido a los astrónomos identificar varias docenas de estrellas en campos de cúmulos estelares con lentes potentes, y Webb ya ha detectado varias.
Para su estudio, el equipo consultó imágenes obtenidas por la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) de Webb, que capturó el cúmulo de galaxias MACS0647 durante su primer año de operaciones.
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La gravedad de este enorme cúmulo produce una potente lente que ya se ha utilizado para identificar la galaxia JD de triple lente, que tiene un valor de corrimiento al rojo de z=11. Esto corresponde a una distancia aparente de hace 13.400 millones de años luz, lo que significa que aparece hoy como cuando el Universo tenía menos de 500 millones de años. Utilizando esta misma galaxia lente, el equipo obtuvo espectros de una estrella individual en z=4,76 (MACS0647-star-1), a una distancia aparente de hace unos 12.350 millones de años, y los analizó para derivar las propiedades de la estrella.
La estrella se detectó por primera vez en 2022 utilizando datos de la NIRCam de Webb, sobre los cuales se informó en un artículo del Dr. Ashish Meena de la Universidad Ben-Gurion (un colega y coautor de este último artículo.
"[MACS0647-star-1] fue identificada como tal --declaró Furtak a Universe Today-- basándose en su posición en una galaxia de fondo fuertemente distorsionada y con lentes muy cerca o incluso encima de la línea crítica, es decir, en una región donde el aumento de la lente gravitacional alcanza valores extremos. Tenga en cuenta que en el mismo estudio también se detectó una segunda estrella más débil, MACS0647-star-2. Según la fotometría en múltiples filtros de banda ancha, MACS0647-star-1 fue identificada como una estrella candidata supergigante tipo B con una temperatura superficial de unos 10.000K".
Unos meses más tarde, Furtak y su equipo obtuvieron los espectros MACS0647-star-1 utilizando el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb como parte de una campaña más amplia dirigida a todo el grupo de lentes. Los espectros les permitieron medir con precisión el corrimiento al rojo hacia MACSO647-star-1, de donde derivaron estimaciones de distancia que mostraban que la estrella existía cuando el Universo tenía sólo 1.200 millones de años.
"Si bien la medición fotométrica de las imágenes fue consistente con una sola estrella supergigante de tipo B, [pero] con el espectro que vemos ahora, debemos estar mirando dos estrellas, una de tipo B y otra de tipo F más fría, o en una estrella caliente de tipo B cuya luz está enrojecida por el polvo en algún lugar a lo largo de la línea de visión. Sin embargo, la última explicación es la más probable. Dicho esto, con el espectro actual (es decir, un tiempo de integración de 1,8 h y el modo prisma NIRSpec, que tiene una resolución relativamente baja), no podemos descartar por completo la posibilidad de que no se trate en realidad de un cúmulo de estrellas completo en lugar de una sola estrella. cualquiera de los dos (es decir, un objeto de tipo cúmulo globular, una población estelar antigua muy densa)"