Francis en LFDLC 562: Earendel, la (candidata a) estrella más lejana observada

Por Francisco R. Villatoro, el 31 marzo, 2022. Categoría(s): Astrofísica • Astronomía • Ciencia • Nature • Noticias • Podcast en La Fábrica de la Ciencia • Recomendación • Science ✎ 5

Ya puedes escuchar el podcast iVoox del Programa 562 de La Fábrica de la Ciencia, “El Hubble descubre la que podría ser la estrella más lejana del Universo. Francis Villatoro. 562 LFDLC”, 31 mar 2022, en el que Jorge Onsulve Orellana, @jonsulve, me ha entrevistado sobre un artículo publicado el mismo día de la entrevista, el 30 de marzo 2022, publicado en la revista Nature y que ha sido la noticia  científica del día. ¡Qué disfrutes del podcast!

Ir a descargar el episodio 462.

El 30 de marzo de 2021 se ha publicado en Nature la observación mediante el telescopio espacial Hubble del candidato a ser la estrella más lejana y antigua jamás vista. Se ha observado gracias al efecto de lente gravitacional fuerte del cúmulo galáctico WHL0137–08 (situado a z = 0.566) sobre una galaxia mucho más lejana llamada WHL0137-zD1 (situada a z = 6.2 ± 0.1). Este cúmulo galáctico es uno de los 41 que estudia el programa RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) que usa las cámaras ACS y WFC3 del Hubble. La imagen de la galaxia está alargada formando un arco en el cielo, el llamado Arco del Amanecer (Sunrise Arc); este arco está formado por dos o tres imágenes alargadas de dicha galaxia (el número depende del modelo teórico de la lente). A ambos lados de este arco se observan dos imágenes de un cúmulo estelar entre las que se encuentra un punto brillante situado sobre el arco; dicho punto brillante (WHL0137-LS) se ha interpretado como una estrella de la galaxia, bautizada Earendel, que en inglés antiguo significa estrella de la mañana (o luz naciente, según el traductor).

El punto brillante asociado a Earendel se observó en 2016 y 3.5 años más tarde en 2019, por lo que se descarta que sea un fenómeno transitorio (como un brote eruptivo asociado al disco de acreción del agujero negro supermasivo de la galaxia). Solo se observa una única imagen de la estrella (que podría ser la combinación de dos imágenes muy cercanas), lo que apunta a que se encuentra exactamente en la línea crítica asociada a la cáustica lensada que da lugar al Arco del Amanecer. Como todo apunta a que esta estrella pertenece a la galaxia WHL0137-zD1, debe estar situada a su distancia de z = 6.2; así, la estaríamos observando cuando el universo tenía solo 900 millones de años tras el big bang. Los modelos indican que se trataría de una estrella de gran masa y vida muy corta, menos de unos 100 millones de años, con lo que ya habría desaparecido.

La señal lensada ha sido analizada mediante cuatro software diferentes (LTM, Lenstool, Glafic y WSLAP+). Todos ellos estiman que se trata de un objeto con un radio entre 0.09 pc y 0.36 pc. Se descarta que sea un cúmulo estelar porque su radio típico es mayor de 1 pc (el más pequeño observado tiene un radio virial de 0.7 pc). Si Earendel fuera una única estrella tendría una masa entre 40 M⊙ y 500 M⊙ (masas solares); si su masa fuera superior a 100 M⊙ sería una estrella de tipo O en la secuencia principal con una temperatura efectiva de 60 000 K; si su masa fuera entre 40 M⊙ y 100 M⊙ sería una estrella de tipo O, B o A con una temperatura efectiva entre 8 000 K y 60 000 K. Por supuesto, para una estrella tan masiva y antigua lo que se espera es que sea un sistema estelar múltiple, con tres o cuatro estrellas cercanas; si fuera un sistema cuádruple con estrellas de la misma masa, cada una tendría unas 20 M⊙.

Lo cierto es que la imagen de Earendel no ha sido resuelta espacialmente (esta figura es una reconstrucción por ordenador para estimar su tamaño máximo), lo que significa que se trata de un candidato que tendrá que ser confirmado por el telescopio espacial James Webb (el investigador principal del trabajo ya tiene asignado tiempo de telescopio para ello); en su caso, obtendrá espectros de esta estrella que permitirán determinar su metalicidad y con ello confirmar si es de la población II (o de metalicidad baja, lo más probable) o de la población III (o de metalicidad muy baja, en cuyo caso sería la primera estrella de esta población en ser observada). Se estima que la imagen de la estrella ha sido amplificada entre 1 000 y 40 000 veces por la lente gravitacional. Earendel desbanca a Icarus, descubierta en 2018 por el mismo método y fechada cuando el universo tenía cuatro mil millones de años.

El artículo es Brian Welch, Dan Coe, …, Tom Broadhurst, «A highly magnified star at redshift 6.2,» Nature 603: 815-818 (30 Mar 2022), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-04449-y; en español recomiendo leer a Daniel Marín, «Earendel: la estrella más lejana conocida», Eureka, 31 mar 2022, y Antonio Martínez Ron, «El telescopio Hubble detecta la estrella más lejana jamás observada», Next, Voz Pópuli, 30 mar 2022.



5 Comentarios

  1. Qué tal Francis,

    Ante todo agradecerte tu gran labor… Soy un completo lego en esto, pero entiendo que el software usado, así como otros parámetros que los investigadores tendrán más que claro, descartan los puntos 1.1a y 1.1b como estrellas también, pero a mí se me escapa como discernir que Earendel sí es una estrella y las otras no.

    ¿Pueden ser cúmulos al parecer más grandes y luminosos?

    1. José, así es, en el artículo se propone que 1.1a y 1.1b son dos imágenes del mismo cúmulo estelar; así lo sugieren su brillo y la estimación de su tamaño (por cierto, al estar fuera de la línea crítica su magnificación por lensado es mucho menor que para Earendel).

    1. Marco, cuidado, lo era (de hecho estaba en la Vía Láctea y se pensaba que era más vieja que la propia Vía Láctea), pero ya no lo es (la última estimación de su edad redujo el error en su edad y mostró que no era más vieja que la Vía Láctea, como era de esperar). La estrella HD 140283 de la Vía Láctea se estima que tiene una edad de unos 12.01 ± 0.05 miles de millones de años (al 68 % C.L.), J. Tang, M. Joyce, «Revised Best Estimates for the Age and Mass of the Methuselah Star HD 140283 using MESA and Interferometry and Implications for 1D Convection,» https://arxiv.org/abs/2105.11311.

    2. Marco, de ninguna manera se ha supuesto nunca que HD 140283 sea la estrella más antigua del Universo, esa estrella es/era simplemente la estrella más antigua conocida, cuya edad es, como te explica Francis, de ~12 mil millones de años. La estrella HD 140283 es una pequeña estrella amarilla que existe actualmente y que está a tan solo 200 años luz de nosotros, (la vemos como era hace 200 años)
      En cambio, la estrella Earendel la vemos tal como era hace 12 mil novecientos millones de años. Y si como parece es una gigante de más de 40 masas solares (esperemos que pueda confirmarlo el telescopio espacial Webb) seguro que actualmente ya no existe.
      Si existiese, (aunque repito, seguramente no existe) entonces debido a la expansión del universo estaría a una distancia actual de nosotros de casi 28 mil millones de años luz.
      Sobre la controversia y las revisiones históricas del cálculo de la edad de HD140283 puedes encontrar información adicional en La web de Física:

      https://forum.lawebdefisica.com/forum/el-aula/miscel%C3%A1nea/astronom%C3%ADa-y-astrof%C3%ADsica/347266-hd-140283-la-estrella-matusalem-la-estrella-m%C3%A1s-vieja-que-el-mismo-universo

      Saludos.

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