Nunca se habían captado tantas estrellas juntas tan lejos: investigador de centro científico chileno participa de histórica hazaña astronómica

La hazaña es comparada con intentar observar granos de polvo en los cráteres de la Luna usando binoculares, pero un equipo de astrónomos consiguió lo que hasta ahora parecía imposible: fotografiaron un gran número de estrellas individuales en una galaxia ubicada a casi 6,500 millones de años luz de la Tierra.

Así lo señala una investigación publicada en la revista Nature Astronomy, liderada por astrónomos del Steward Observatory de la Universidad de Arizona y en la cual participó desde Chile el astrónomo Franz Bauer, investigador asociado al Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) y el Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) y académico del Instituto de Astrofìsica de la Universidad Católica.

Según explica la investigación, este nuevo logro para la astronomía mundial fue alcanzado utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, con la ayuda adicional del efecto conocido como “lente gravitacional”, el cual fue predicho por Albert Einstein en su Teoría de la Relatividad General.

Aunque las galaxias poseen miles de millones de estrellas, hasta ahora los astrónomos han podido fotografiar grupos de estrellas individuales en galaxias más cercanas, como nuestra vecina Andrómeda, pero en el universo distante solo se había logrado fotografiar unas pocas estrellas.

Franz Bauer comenta que su participación en este proyecto surgió de una colaboración internacional de JWST llamada MAGNIF, diseñada para observar galaxias muy distantes. La dificultad principal -explica- se debe a que, en galaxias ubicadas a miles de millones de años luz, las estrellas parecen fusionarse en un resplandor difuso, debido a que su luz debe viajar enormes distancias antes de llegar a nosotros. Esto ha representado hasta ahora un gran desafío para el estudio de la formación y evolución de galaxias.

El hallazgo, que fue descrito como un “tesoro de estrellas invisibles”, se realizó mientras astrónomos analizaban imágenes del JWST provenientes de una galaxia conocida como el Arco del Dragón, la cual desde la perspectiva de la Tierra, se ubica detrás un cúmulo de galaxias llamado Abell 370.

Fue este cúmulo de galaxias el que generó el efecto de lente gravitacional, que corresponde a una especie de zoom galáctico, un efecto de amplificación natural causado por los campos gravitacionales de objetos masivos. Esto permitió que la forma espiral de la galaxia Arco del Dragón se transformara en una figura alargada, como si fuese un “espejo de feria” cósmico.

Sin embargo, una amplificación gravitacional como ésta todavía no era suficiente para magnificar estrellas individuales en galaxias tan distantes, pero una suma de coincidencias hizo posible el hallazgo. Según detalla la investigación, dentro del cúmulo de galaxias muchas estrellas flotan libremente, sin estar ligadas a una galaxia en particular, pero al pasar frente a las estrellas todavía más lejanas en el Arco del Dragón, actuaron con un “microlente adicional” que ayudó a fotografiarlas.

“La combinación de efectos de macrolente y microlente aumenta drásticamente el factor de magnificación, permitiendo al JWST detectar estrellas individuales que de otro modo serían demasiado débiles y distantes para ser observadas”, explica la investigación.

Un total se analizaron 44 estrellas, siendo muchas de ellas supergigantes rojas, similares a Betelgeuse en la constelación de Orión, que se encuentra en las etapas finales de su vida. Esto contrasta con descubrimientos previos, que identificaron predominantemente supergigantes azules en esta zona, como Rigel y Deneb, estrellas que se cuentan entre las más brillantes en el cielo nocturno.

Según los investigadores, esta diferencia en los tipos estelares demuestra el poder del JWST para observar en longitudes de onda infrarrojas y detectar estrellas de menor temperatura. Se espera que las futuras observaciones con el JWST permitan estudios detallados de cientos de estrellas en galaxias distantes, proporcionando información sobre la estructura de las lentes gravitacionales y ayudando a entender mejor la naturaleza elusiva de la materia oscura.

“El gran número de estrellas detectadas individualmente, nos permite identificar variaciones respecto de cómo se crean las poblaciones estelares a lo largo de la extensión de esta galaxia, ayudando a entender mejor cómo opera el ensamblaje de masa y el proceso de formación estelar”, señala el astrónomo del MAS/CATA.

Pero, ¿cómo eran estas lejanas estrellas comparadas con las actuales? Franz Bauer señala que no eran muy diferentes de las que encontramos hoy en la Vía Láctea. Sin embargo, añade, las galaxias formaron gran parte de sus estrellas durante un período de entre el 20% y el 60% de la edad del universo. “Pero el entorno alrededor de una galaxia en épocas anteriores tenía un suministro de gas mucho mayor, por lo que estudiar la distribución de estas estrellas nos da una idea de cómo las galaxias se ensamblaron en las estructuras que vemos hoy en el universo cercano”.

El astrónomo concluye que las propiedades de la galaxia espiral del Arco del Dragón son bastante similares a las que podríamos esperar que tuviera la Vía Láctea hace 6,5 mil millones de años, y por lo tanto, su estudio puede proporcionar información valiosa sobre la historia y formación de nuestra galaxia.