Gracias a una rara alineación cósmica, los astrónomos han capturado la estrella normal más distante jamás observada, a unos 9 mil millones de años luz de la Tierra.

Mientras que los astrónomos estudian rutinariamente las galaxias mucho más lejos, son visibles solo porque brillan con el brillo de miles de millones de estrellas. Y una supernova a menudo más brillante que la galaxia en la que se asienta, también puede ser visible en todo el universo.

Más allá de una distancia de unos 100 millones de años luz, sin embargo, las estrellas de estas galaxias son imposibles de distinguir individualmente.

Pero un fenómeno llamado lente gravitacional, la curvatura de la luz por cúmulos de galaxias masivas en la línea de visión, puede magnificar el universo distante y oscurecer, objetos lejanos visibles. Típicamente, la lente magnifica las galaxias hasta 50 veces, pero en este caso, la estrella se amplió más de 2, 000 veces. Fue descubierto en imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA tomadas a fines de abril de 2016 y tan recientemente como en abril de 2017.

"Puedes ver galaxias individuales ahí fuera, pero esta estrella está al menos 100 veces más lejos que la próxima estrella individual que podamos estudiar, a excepción de las explosiones de supernovas, "dijo el ex becario postdoctoral de UC Berkeley Patrick Kelly, ahora en la facultad de la Universidad de Minnesota, Ciudades gemelas. Kelly es la primera autora de un artículo sobre el descubrimiento que aparece en línea esta semana antes de su publicación en la revista. Astronomía de la naturaleza .

El descubrimiento de la estrella que los astrónomos a menudo denominan Ícaro en lugar de su nombre formal, MACS J1149 Lensed Star 1 (LS1), inicia una nueva técnica para que los astrónomos estudien estrellas individuales en galaxias formadas durante los primeros días del universo. Estas observaciones pueden proporcionar una visión poco común de cómo evolucionan las estrellas, especialmente los más luminosos.

"Por primera vez en la historia, vemos una estrella normal individual, no una supernova, ni un estallido de rayos gamma, sino una sola estrella estable, a una distancia de nueve mil millones de años luz, "dijo Alex Filippenko, profesor de astronomía en UC Berkeley y uno de los muchos coautores del informe. "Estas lentes son telescopios cósmicos asombrosos".

El equipo de astronomía también usó a Ícaro para probar y rechazar una teoría de la materia oscura, que consiste en numerosos agujeros negros primordiales que acechan dentro de los cúmulos de galaxias, y para sondear la composición de la materia normal y la materia oscura en el cúmulo de galaxias.

Anillo de einstein

Kelly notó la estrella mientras monitoreaba una supernova que había descubierto en 2014 mientras usaba Hubble para mirar a través de una lente gravitacional en la constelación de Leo. Esa supernova apodado SN Refsdal en honor al astrofísico noruego fallecido Sjur Refsdal, un pionero de los estudios de lentes gravitacionales, fue dividido en cuatro imágenes por la lente, un cúmulo de galaxias masivo llamado MACS J1149 + 2223, ubicado a unos 5 mil millones de años luz de la Tierra.

Sospechando que Ícaro podría estar más magnificado que SN Refsdal, Kelly y su equipo analizaron los colores de la luz que provenía de él y descubrieron que era una sola estrella, una supergigante azul. Esta estrella de tipo B es mucho más grande, más masivo, más caliente y posiblemente cientos de miles de veces intrínsecamente más brillante que nuestro Sol, aunque todavía está demasiado lejos para ver sin la amplificación de las lentes gravitacionales.

Modelando la lente, llegaron a la conclusión de que el tremendo brillo aparente de Ícaro probablemente fue causado por un efecto único de lente gravitacional. Mientras que una lente extendida, como un cúmulo de galaxias, solo puede ampliar un objeto de fondo hasta 50 veces, los objetos más pequeños pueden magnificarse mucho más. Una sola estrella en una lente de primer plano, si está alineado con precisión con una estrella de fondo, Puede ampliar la estrella de fondo miles de veces. En este caso, una estrella del tamaño de nuestro sol pasó brevemente directamente a través de la línea de visión entre la distante estrella Ícaro y el Hubble, aumentando su brillo más de 2, 000 veces.

De hecho, si la alineación fue perfecta, esa única estrella dentro del cúmulo convirtió la luz de la estrella distante en un "anillo de Einstein":un halo de luz creado cuando la luz de la estrella distante se dobla alrededor de todos los lados de la estrella con lente. El anillo es demasiado pequeño para discernir desde esta distancia, pero el efecto hizo que la estrella fuera fácilmente visible al aumentar su brillo aparente.

Kelly vio una segunda estrella en la imagen del Hubble, que podría ser una imagen especular de Ícaro, o una estrella diferente con lentes gravitacionales.

"Hay alineaciones como esta por todas partes a medida que las estrellas de fondo o las estrellas en las galaxias con lentes se mueven, ofreciendo la posibilidad de estudiar estrellas muy distantes que datan del universo temprano, al igual que hemos estado usando lentes gravitacionales para estudiar galaxias distantes, "Dijo Filippenko." Para este tipo de investigación, ¡la naturaleza nos ha proporcionado un telescopio más grande del que posiblemente podamos construir! "

En cuanto a Ícaro, los astrónomos predicen que se ampliará muchas veces durante la próxima década a medida que las estrellas del cúmulo se muevan, quizás aumentando su brillo hasta en 10, 000 veces.