Earendel, la stella più lontana e più antica mai vista, potrebbe non essere ciò che sembra

Una particolarità della natura che aiuta a ingrandire oggetti cosmici estremamente distanti ha permesso a un telescopio spaziale di vedere una stella che esisteva quando l'universo aveva solo 900 milioni di anni.

L'osservatorio Hubble della NASA ha effettuato la scoperta nel 2022, rendendola la stella più lontana e più antica mai osservata. Gli astronomi l'hanno chiamata Earendel , che in inglese antico significa "stella del mattino".

Un anno dopo, gli scienziati hanno proseguito con il telescopio spaziale James Webb, perché ha uno specchio più grande e raccoglie la luce a lunghezze d'onda infrarosse più lunghe. A quel punto, gli scienziati hanno pensato di aver individuato una stella compagna, cosa che, con loro sorpresa, era tecnicamente possibile, nonostante la potenza senza precedenti del telescopio Webb.

Ora, un nuovo studio suggerisce che la luce stellare sorprendentemente distante di Earendel potrebbe provenire da qualcosa di più di una singola stella o di una coppia ravvicinata. L'articolo, pubblicato pubblicato su The Astrophysical Journal Letters , analizza i dati precedenti del telescopio Webb con modelli computerizzati e trova prove convincenti che Earendel potrebbe, in effetti, essere un ammasso stellare, composto da un insieme di stelle.

"La mia speranza segreta è che si tratti di una singola stella", ha detto a Mashable Massimo Pascale, che ha guidato la ricerca presso l'Università della California a Berkeley.

Gli scienziati sono ansiosi di trovare e studiare stelle vecchie quanto Earendel perché tali reliquie potrebbero risolvere i misteri dell'antico universo, che si pensa abbia 13,8 miliardi di anni.

Hubble ha scoperto Earendel attraverso un fenomeno noto come lente gravitazionale, ovvero quando un ammasso di galassie in primo piano nell'inquadratura di un telescopio ingrandisce e piega la luce al di là di esso. La NASA usa spesso l'analogia di una palla da bowling posizionata su un trampolino per illustrare questo punto, con la palla che rappresenta un enorme oggetto celeste e il trampolino che rappresenta il tessuto dello spaziotempo. La luce che altrimenti percorrerebbe curve rettilinee viene distorta mentre attraversa quello spaziotempo deformato. È come aggiungere una lente più potente a un telescopio.

L'ingrandimento di un enorme ammasso di galassie ha permesso agli astronomi di vedere Earendel con il telescopio spaziale Hubble. Crediti: NASA / ESA / Brian Welch / Dan Coe / Alyssa Pagan

Ma la lente gravitazionale ha anche il potenziale di replicare o allungare gli oggetti, proprio come uno specchio deformante può creare molteplici copie irregolari di immagini.

Poiché l'ammasso di galassie WHL0137-08 funge da colossale lente d'ingrandimento nel cielo, la luce della galassia incredibilmente distante di Earendel, l'Arco dell'Alba, è apparsa nel campo visivo di Hubble. Gli scienziati potevano vederla com'era 12,9 miliardi di anni fa. Ma oggi, poiché l'universo si è esteso anche attraverso l'espansione cosmica , si stima che l'Arco dell'Alba si trovi a 28 miliardi di anni luce dalla Terra.

Gli astronomi hanno una vasta esperienza nell'identificazione degli effetti della lente gravitazionale, ma non è sempre stato così. Nel 1987, un enorme arco blu, lungo centinaia di migliaia di miliardi di chilometri, fu inizialmente considerato uno degli oggetti più grandi mai osservati nel cosmo. Più tardi, quello stesso anno, gli scienziati scoprirono di trovarsi di fronte a un'illusione ottica, una distorsione causata da un ammasso di galassie. Il New York Times pubblicò un articolo sulle "bizzarre" implicazioni della Teoria della Relatività Generale di Einstein, intitolato "Un vasto oggetto cosmico declassato a miraggio".

Per Earendel, alcuni astronomi hanno continuato a chiedersi se si tratti effettivamente di una stella. Pascale, ora Einstein Fellow presso l'UCLA, e i suoi collaboratori hanno deciso di rivalutarne le dimensioni, che potrebbero essere state sottostimate poiché le stime non tenevano conto dei mini aloni di materia oscura , una sostanza misteriosa ma abbondante che non brilla né interagisce con la luce. Tali ammassi di materia oscura potrebbero influenzare l'ingrandimento. Considerando questi effetti, le dimensioni di Earendel potrebbero essere coerenti con quelle di un ammasso stellare.

I ricercatori hanno confrontato Earendel con un ammasso stellare ampiamente riconosciuto nella stessa galassia, noto come 1b. Hanno scoperto che Earendel e l'ammasso 1b presentano caratteristiche simili: entrambi hanno un'età compresa tra 30 e 150 milioni di anni nell'istantanea di Webb, sono privi di elementi pesanti prodotti da stelle "più recenti" e assomigliano ad antichi ammassi stellari vicini.

Secondo lo studio, mentre 1b si adattava estremamente bene ai modelli di ammassi stellari, lo stesso valeva per Earendel.

"Affinché Earendel sia una stella singola, o forse un sistema binario di due stelle molto vicine tra loro, l'allineamento casuale di Earendel con l'ammasso di galassie in primo piano che causa l'effetto di lente gravitazionale dovrebbe essere un incredibile colpo di fortuna", ha detto Pascale a Mashable. "Se si tratta di un ammasso stellare, quell'allineamento casuale non deve essere altrettanto perfetto."

Sebbene il nuovo articolo non faccia ipotesi su quante stelle potrebbero esserci in un simile ammasso, Pascale afferma che la sua massa potrebbe essere pari a quella di centinaia di migliaia di soli, o anche di più.

Un possibile modo per rispondere alla domanda se Earendel sia una stella solitaria è osservare eventuali sfarfallii. Attraverso osservazioni multiple, gli scienziati potrebbero essere in grado di cogliere l'improvviso e breve aumento di luminosità della sorgente luminosa. Un ammasso stellare non mostrerebbe tali fluttuazioni perché la luce di tutte le altre stelle la scolorirebbe.

Sebbene assicurarsi il tempo del telescopio per condurre la ricerca sarebbe costoso, Pascale ha affermato che potrebbe essere un'impresa utile da esplorare per la comunità scientifica.

Finora, i colleghi sono sembrati aperti a considerare un ammasso stellare come spiegazione per Earendel, ma Pascale sottolinea che l'articolo non lo dimostra definitivamente: anche i precedenti team che hanno fatto la scoperta presentano argomentazioni convincenti. Spera che il nuovo studio si limiti ad aggiungere elementi al dibattito.

"Forse tutti tendono a tenere un po' più segreti i propri pensieri a riguardo", ha affermato, "ma la maggior parte delle persone è piuttosto felice di dire: 'Sì, un ammasso stellare sembra un'opzione'".