El conjunto de imágenes muestra el grupo de galaxias de lentes gravitacionales a través del cual se descubre una nueva estrella. La supergigante azul, con nombre en código Icarus, está marcada con una flecha blanca en la foto inferior derecha. Fotos: NASA / ESA / P. KellyLos astrónomos han estado utilizando durante mucho tiempo la
microlente gravitacional para "aumentar la relación de apertura" de un telescopio decenas o miles de veces, y para observar tramos de espacio ultra largos que están a miles de millones de años luz de distancia en el espacio-tiempo. Repetidamente de esta manera descubrió galaxias ultralargas y, a veces, incluso estrellas individuales. Pero la estrella ahora encontrada, con nombre en código Icarus, está
100 veces más lejos que cualquiera de las estrellas observadas anteriormente, con la excepción de las explosiones de supernovas.
Un equipo internacional de investigadores ha publicado
evidencia de que un objeto descubierto a través de un grupo de galaxias con lentes gravitacionales es una supergigante azul a casi 10 mil millones de años luz de nosotros. Es decir, el Hubble registró la luz emitida por una estrella solo 4.400 millones de años después del Big Bang.
La microlente por gravedad es un efecto predicho por la teoría general de la relatividad de Einstein. Ocurre cuando un cuerpo masivo (planeta, estrella, galaxia, cúmulo de galaxias, cúmulo de materia oscura) cambia su dirección de propagación de radiación electromagnética con su campo gravitacional, al igual que una lente ordinaria cambia la dirección de un haz de luz. Resulta una especie de análogo de la lente a través del cual solo se pueden ver objetos distantes.
En este caso, un grupo de galaxias era la lente gravitacional. Vaga aleatoriamente entre la Tierra y los objetos de fondo distantes, por lo general, proporciona un aumento adicional de aproximadamente 50 veces. Si, en un cúmulo de una galaxia de lentes, por una coincidencia afortunada, hay un objeto más pequeño y perfectamente alineado, entonces el fondo se puede aumentar 5.000 veces.
Como suele suceder, el descubrimiento se hizo por accidente. Hubble descubrió a Ícaro observando la supernova Refsdal. Según los cálculos, pronto la luz de la supernova debería haber sido captada por el cúmulo galáctico MACS J1149, que se encuentra a una distancia de aproximadamente 5 mil millones de años luz. Pero aunque la supernova aún no ha aparecido en el campo de visión, durante las observaciones, los astrónomos se sorprendieron al encontrar una nueva fuente de luz en el mismo sector. La luminosidad de la estrella aumentó gradualmente.
Fotos: NASA / ESA / P. KellyLos investigadores que usaron el Hubble midieron el espectro de la estrella, y notaron que la temperatura de la estrella se mantuvo sin cambios, a pesar del aumento en el brillo. Esto significa que el telescopio espacial notó no otra supernova como Refsdal, sino algún tipo de estrella estable. Además, la luz que pasa no solo atraviesa la lente del cúmulo galáctico MACS J1149, sino que también se curva por algún objeto pequeño pero masivo dentro del cúmulo. Como resultado, la microlente se lleva a cabo con un coeficiente de más de 2000.
"Sabemos que la microlente fue causada por una estrella, una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar", dijo Steven Rodney, de la Universidad de Carolina del Sur, en un
comunicado de prensa , coautor del artículo. Por lo tanto, el descubrimiento de Ícaro permitirá a los astrónomos obtener nuevas ideas sobre la composición del cúmulo galáctico, explicó. Dado que los cúmulos de galaxias son algunas de las estructuras más masivas y extendidas de nuestro universo, estudiar su composición inevitablemente ayudará a aumentar nuestra comprensión general del universo.
Los científicos creen que la estrella abierta Icarus (MACS J1149 Lensed Star 1) ayudará a aprender mejor sobre uno de los materiales más misteriosos del Universo: la materia oscura. Al menos eliminar algunas de las teorías más exóticas. "Si la materia oscura consiste al menos parcialmente en agujeros negros de masa relativamente baja, como se propuso recientemente, entonces la veríamos en la curvatura de la luz de Ícaro", dice Patrick Kelly, astrofísico de la Universidad de Minnesota y autor principal de trabajos científicos. "Nuestras observaciones no confirman la posibilidad de que la mayor parte de la materia oscura consista en tales agujeros negros con una masa de aproximadamente 30 veces la masa del Sol".
El artículo científico fue
publicado el 2 de abril de 2018 en la revista
Nature Astronomy (doi: 10.1038 / s41550-018-0430-3).