El tamaño del universo conocido: Earendel

Earendel, la estrella más lejana jamás encontrada, nos da una nueva cifra para el tamaño del universo conocido.

El telescopio espacial Hubble detecta la estrella más lejana jamás vista y fue llamada Earendel, una palabra del inglés antiguo, se traduce como ‘estrella de la mañana’ o ‘astro naciente’. Es muy lejana, la luz que esta emitió y que el Hubble acaba de ver en 2022 tardó unos 13.000 millones de años en llegar.

Está tan lejos que su luz ha tardado 12 mil 900 millones de años en llegar a la Tierra.

Un año luz es una unidad de longitud utilizada para medir distancias astronómicas que equivale aproximadamente a 9,46 × 10¹² km. Es la distancia que recorre la luz en un año terrestre.

Por primera vez estamos viendo la luz de una estrella tan distante, de una sola estrella. Por la lejanía de su luz, los científicos están seguros de que pertenece a la primera generación de estrellas en la historia del Universo.

La estrella ya está muerta, explotó hace miles de millones de años, su luz llegó al Hubble y a ojos humanos porque la luz de la galaxia donde estaba fue distorsionada por lentes gravitacionales haciendo un efecto físico equivalente a la amplificación que daría una lente.

Una ayuda para el Hubble

El telescopio espacial Hubble, o simplemente Hubble, es uno de los telescopios espaciales más renombrados de la astronomía moderna que orbita en el exterior de la atmósfera terrestre, en órbita circular alrededor del planeta Tierra a 593 kilómetros sobre el nivel del mar, con un período orbital entre 96 y 97 minutos.

El telescopio Hubble es muy poderoso, pero tiene un límite de qué tan lejos o qué tan atrás en el tiempo puede ver. A mayor distancia, mayor demora en el viaje de la luz. En este caso la capacidad del Hubble recibió la ayuda del fenómeno de lente gravitacional.

En astrofísica una lente gravitatoria, también denominada lente gravitacional, se forma cuando la luz procedente de objetos distantes y brillantes como quasares se curva alrededor de un objeto masivo situado entre el objeto emisor y el receptor. Es un fenómeno que fue predicho por Albert Einstein. Eisntein había sido capaz de predecir el comportamiento de la luz de las estrellas al pasar por las cercanias del Sol. Fue predicho por Einstein en 1912, unos años antes de la publicación de la teoría de la relatividad general en 1916.

Igual que el vidrio curvado de una botella deforma la imagen cuando miramos a través suyo, una lente gravitacional deforma y amplifica la imagen de las galaxias lejanas produciendo imágenes dobles o múltiples, arcos, etc. Y si existe una galaxia-lente exactamente enfrente de una galaxia de fondo, produce el llamado “anillo de Einstein”.

La luz de una fuente que viaja, en vez de hacerlo en una línea recta es desviada o doblada por la presencia de un cuerpo masivo, que deforma el espacio-tiempo. Es como si la luz fuese atraída por la gravedad de un cuerpo masivo. Un anillo de Einstein es un caso especial de desviación gravitacional de la luz, causado por la alineación exacta de la fuente, la lente y el observador. Esto causa una simetría alrededor de la lente, causando una estructura parecida a un anillo.

El astrónomo Arthur Eddington, durante un eclipse solar, observó que la luz procedente de las estrellas lejanas se curvaba cuando pasaba cerca del Sol. y básicamente es que los cuerpos de grandes masas actúan como un lente, desvían la luz de objetos que vienen desde atrás como si fueran un lente y la amplifican. Es un telescopio natural. Los fenómenos de lentes gravitatorias pueden utilizarse también para detectar la presencia de objetos masivos invisibles, tales como agujeros negros.

Las distancias cósmicas tan grandes hubieran hecho imposible la observación de Earendel sin el Hubble y sin la lente gravitacional. La galaxia que alberga a la estrella Earendel ha sido ampliada y distorsionada por lentes gravitacionales particulares en una forma de media luna larga que también se conoce como Arco del Amanecer.

Earendel nos permitirá aprender más sobre el universo primitivo. Como se formó cuando el universo era muy joven, podemos aprender cómo eran las estrellas en esa época y cómo han evolucionado con el tiempo.

Más lejos que Ícaro

Hubble ha hecho más de 1,5 millones de observaciones en su vida operacional. Antes de que Earendel se llevara el récord de ‘estrella más lejana’ en el Universo, una estrella igualmente antigua ostentaba el título. Descubierta también por el Hubble, ‘Ícaro’ era un astro azul cuya luz tardó 9 mil millones de años en llegar a la Tierra.

Sí, el telescopio Hubble tiene más de 30 años, fue puesto en órbita en 1990 pero sigue funcionando perfectamente.

El hallazgo se publicó el 30 de marzo de 2022 en Nature, y marca un hito en la observación astronómica contemporánea. Según el equipo de Universidad Johns Hopkins, Earendel es observable por la posición en la que se encuentra en la onda espacio-tiempo.

La más vieja:

Aunque efectivamente ésta es la estrella más lejana jamás encontrada por la humanidad, no debe de confundirse con la más antigua. Ese puesto todavía lo ocupa «Matusalén», encontrada en 2013 por el mismo telescopio.

El telescopio espacial Hubble sigue dándonos una ciencia increíble y esperamos que siga funcionando de la misma forma por muchos años más. Como sucesor del Hubble, será trabajo del Telescopio James Webb descubrir cuál es su composición. Y descubrir estrellas aún más lejanas.

El artículo científico: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04449-y