Captada la estrella supergigante roja más lejana jamás observada
El astro, denominado Quyllur, ha sido avistado por el telescopio espacial James Webb cerca de un cúmulo de galaxias jóvenes situadas a 1.000 millones de años luz de la Tierra.
Por el Instituto de Física de Cantabria
El telescopio espacial James Webb de la NASA ha captado la imagen de una estrella supergigante roja, denominada Quyllur, observada a más de 1.000 millones de años-luz de la Tierra. Es la primera vez que se consigue avistar un astro de este tipo de forma tan precisa y en galaxias lejanas. Esto ha sido posible gracias a los filtros infrarrojos y la sensibilidad proporcionada por el James Webb, mayor que la del Hubble, que había aportado anteriormente imágenes de supergigantes rojas más cercanas a la Tierra y con menor definición. El estudio, liderado por un investigador del Instituto de Física de Cantabria (IFCA-CSIC-UC), se ha publicado en Astronomy & Astrophysics.
En la imagen se observan las galaxias El Gordo, La Flaca, El Anzuelo y la estrella supergigante Quyllur (círculo rojo). Foto: NASA, ESA, CSA.
"Quyllur es la primera supergigante roja encontrada a distancias cosmológicas", señala José María Diego, investigador del CSIC en el IFCA en el Grupo de Cosmología Avanzada e Instrumentación y líder del avistamiento la supergigante roja. "Es casi imposible ver estrellas gigantes rojas con lentes si no es en el infrarrojo. Esta es la primera que encontramos con Webb, pero esperamos que haya muchas más", añade Diego.
El conjunto de cuatro artículos que describen el hallazgo, lo firman, además de José María Diego, los investigadores de la Universidad de Arizona Brenda Frye, Patrick Kamieneski, Tim Carleton y Rogier Windhorst, y se han publicado en las revistas Astronomy & Astrophysics y Astrophysical Journal.
El Gordo es un cúmulo de cientos de galaxias que existía cuando el universo tenía 6.200 millones de años, lo que lo convierte en un adolescente cósmico. Es el cúmulo más masivo conocido en esa época, y la imagen obtenida muestra una variedad de galaxias inusuales y distorsionadas que solo se insinuaban en imágenes anteriores del telescopio espacial Hubble.
El equipo se ha centrado en este cúmulo en concreto porque actúa como una lupa cósmica natural a través de un fenómeno conocido como lente gravitatoria. Su poderosa gravedad curva y distorsiona la luz de los objetos que se encuentran detrás de él.
"La lente de El Gordo aumenta el brillo y magnifica el tamaño de las galaxias lejanas. Este efecto de lente proporciona una ventana única al universo lejano", afirma Brenda Frye, investigadora de la Universidad de Arizona, autora principal de uno de los cuatro artículos que analizan las observaciones de El Gordo y codirectora del programa Pearls (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science).
El círculo blanco central es la estrella roja gigante Quyllur. Foto: NASA, ESA, CSA.
Otro objeto importante que se ha observado en la imagen del James Webb es una línea larga y delgada como un lápiz, conocida como La Flaca. Se trata de una galaxia lejana ampliada, cuya luz también tardó casi 11.000 millones de años en llegar a la Tierra. La sorpresa fue que el investigador del IFCA encontró en una galaxia próxima a La Flaca esta nueva estrella roja gigante, a la que ha bautizado Quyllur, el término quechua que se utiliza para denominar una estrella.
Dentro de la imagen de El Gordo, otra de las características más llamativas que se han observado es un arco brillante apodado El Anzuelo, por su forma. La luz que emite esta galaxia tardó 10.600 millones de años en llegar nuestro planeta, y su característico color rojo se debe a una combinación del color del polvo de la propia galaxia y el llamado corrimiento al rojo, un fenómeno que ocurre cuando la radiación electromagnética que refleja un objeto aparece desplazada hacia el rojo al final del espectro electromagnético, debido a su gran distancia.
El Anzuelo tiene aproximadamente una cuarta parte del tamaño de nuestra galaxia.
Al corregir las distorsiones que crean las lentes, el equipo pudo determinar que El Anzuelo tiene aproximadamente una cuarta parte del tamaño de la Vía Láctea. Además, han estudiado la historia de la formación estelar de la galaxia, descubriendo que la formación de estrellas fue desapareciendo con rapidez en el centro de la galaxia, un proceso conocido como apagamiento.
"Hemos podido diseccionar cuidadosamente la capa de polvo que envuelve el centro de la galaxia, donde se forman las estrellas", explica Patrick Kamieneski, autor principal del segundo artículo. "Ahora, con Webb, podemos observar con facilidad a través de esta gruesa cortina de polvo, y ver de primera mano el ensamblaje de las galaxias de dentro hacia fuera”, expone Kamieneski.
La imagen de la derecha muestra el cúmulo de galaxias El Gordo, La Flaca, resaltada en el recuadro A, y El Anzuelo, en el recuadro B. Los recuadros de la derecha muestran vistas ampliadas de ambos objetos. Fotos: NASA, ESA, CSA
El equipo investigador ha identificado, además, cinco galaxias que parecen ser un cúmulo de galaxias muy joven que se formó hace unos 12.100 millones de años y unas galaxias muy tenues, que parecen manchas, conocidas como galaxias ultradifusas. Estos objetos, que se encuentran dispersos por el cúmulo de El Gordo, tienen sus estrellas muy repartidas por el espacio y su luz viajó 7.200 millones de años para llegar hasta nosotros.
"Albert Einstein predijo las lentes gravitacionales hace más de cien años. En el cúmulo de El Gordo vemos el poder de las lentes gravitacionales en acción", concluye Rogier Windhorst, investigador principal del programa Pearls. "Las imágenes Pearls de El Gordo son de una belleza fuera de este mundo. Además, nos han mostrado cómo Webb puede abrir el cofre del tesoro de Einstein”, concluye Windhorst.
Información facilitada por el CSIC
Referencias: Diego, J. M., et al. JWST's PEARLS: A New Lens Model for ACT-CL J0102—4915. A\&A, 2023. DOI: 10.3847/1538-4357/acd929 Frye, B. L. The JWST PEARLS View of the El Gordo Galaxy Cluster and of the Structure it Magnifies. ApJ, 2023. DOI: 10.3847/1538-4357/acd929 Carleton, T., et al. PEARLS: Low Stellar Density Galaxies in the El Gordo Cluster Observed with JWST. ApJ, 2023. DOI: 10.48550/arXiv.2303.04726 Kamieneski, P. S., et al. Are JWST/NIRCam Color Gradients in the Lensed z = 2.3 Dusty Star-forming Galaxy El Anzuelo due to Central Dust Attenuation or Inside-out Galaxy Growth? ApJ, 2023. DOI: 10.48550/arXiv.2303.05054
