Webb revela los colores de Eärendel, la estrella más distante jamás detectada

Un fondo negro está salpicado de cientos de pequeñas galaxias de diferentes formas, que van del blanco al amarillo y al rojo.  Justo un poco por encima del centro, hay una fuente de luz brillante, una estrella, con 8 picos de difracción brillantes que se extienden.
Esta imagen del Telescopio Espacial James Webb de la NASA de un cúmulo de galaxias masivo 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. En esta imagen, el arco del amanecer aparece como una raya roja justo debajo del pico de difracción en la posición de las 5 en punto.
Créditos: Imagen: NASA, ESA, CSA, D. Coe (STScI/AURA para ESA; Universidad Johns Hopkins), B. Welch (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA; Universidad de Maryland, College Park). Procesamiento de imágenes: Z. Levay.

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 imagen se divide verticalmente.  A la izquierda, un fondo negro salpicado de cientos de pequeñas galaxias multicolores.  A la derecha, una porción ampliada que muestra una línea particularmente larga, roja y delgada.  Entre los puntos brillantes a lo largo de esta línea, uno está etiquetado como Eärendel.
El instrumento NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) de Webb revela que la estrella, apodada 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.
Créditos: Imagen: NASA, ESA, CSA, D. Coe (STScI/AURA para ESA; Universidad Johns Hopkins), B. Welch (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA; Universidad de Maryland, College Park). Procesamiento de imágenes: Z. Levay.

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 gravitatoria. 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.

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 podría ser un paso hacia la eventual detección de una de las primeras  generaciones  de estrellas, compuesta únicamente por los ingredientes crudos del universo creados en el big bang: hidrógeno y helio. 

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

Contactos con los medios:

Laura Betz
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Md.
laura.e.betz@nasa.gov


Christine Pulliam / Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial Leah Ramsay , Baltimore, Md.
cpulliam@stsci.edu / lramsay@stsci.edu 

Última actualización: 9 de agosto de 2023
Montaje: Isabelle Yan