Un equipo internacional, en el que ha participado Tom Broadhurst, investigador Ikerbasque en la UPV/EHU, ha identificado la estrella individual más lejana jamás vista. Una enorme estrella azul bautizada como Ícaro. Normalmente hubiera sido imposible apreciar este fenómeno, incluso con los telescopios más grandes del mundo, pero gracias a una carambola de la naturaleza, que ha permitido amplificar enormemente el débil brillo de la estrella, los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han podido localizarla y establecer un nuevo récord de distancia. Asimismo, la identificación de Ícaro ha permitido descartar una de las teorías sobre la materia oscura.

La estrella está localizada en una galaxia espiral tan distante que su luz ha tardado 9 mil millones de años en llegar a la Tierra. De lo que se deduce que surgió cuando el universo tenía aproximadamente el 30 por ciento de su edad actual.El descubrimiento de Ícaro a través de lentes gravitacionales abre un nuevo camino para que los astrónomos estudien estrellas individuales en galaxias distantes. Tom Broadhurst, investigador Ikerbasque en la UPV/EHU, es un experto mundial en el campo de las lentes gravitacionales, método que proporciona una mirada excepcional y detallada de cómo evolucionan las estrellas, especialmente las estrellas más luminosas. "Esta es la primera vez que vemos una estrella individual magnificada", explicó el líder del estudio, Patrick Kelly, de la Universidad de Minnesota, Twin Cities. "Puedes ver galaxias individuales, pero esta estrella está al menos 100 veces más lejos que la siguiente estrella individual que podemos estudiar, excepto en los casos de explosiones de supernovas".

La gravedad como lente natural cósmica

La peculiaridad cósmica que hace visible a esta estrella es un fenómeno llamado "lente gravitacional". La gravedad de un cluster masivo de galaxias actúa como una lente natural en el espacio, doblando y amplificando la luz. A veces, la luz de un solo objeto de fondo aparece como imágenes múltiples. La luz se puede magnificar mucho, de forma que objetos extremadamente tenues y distantes sean lo suficientemente brillantes como para que puedan ser vistos.

Tom Broadhurst es uno de los líderes mundial en el campo de las lentes gravitacionales y se dio cuenta de que este evento es una estrella enormemente ampliada en un universo lejano. En este caso, un cluster de galaxias llamado MACS J1149 + 2223 ubicado entre la Tierra y la galaxia que contiene a Ícaro crea una "lupa" natural. Al combinar la fuerza de esta lente gravitacional con la extraordinaria resolución y sensibilidad del Hubble, los astrónomos pueden ver y estudiar Ícaro. La estrella se ha llamado "Ícaro" por el personaje mitológico griego que voló demasiado cerca del sol y cuyas alas de plumas y cera se derritieron. (Su nombre oficial es MACS J1149 + 2223 Lensed Star 1.) Al igual que Ícaro, la estrella solo alcanzó una gloria fugaz vista desde la Tierra, cuando por un instante se multiplicó 2.000 veces su verdadero brillo.

Caracterizando Ícaro

El equipo de investigadores había estado utilizando el Hubble para monitorizar una supernova en la lejana galaxia espiral cuando, en 2016, detectaron un nuevo punto de luz no lejos de la supernova magnificada. Sabían que no se trataba de otra supernova porque no se calentaba, no explotaba. La luz simplemente llegaba porque estaba magnificada. Cuando analizaron los colores de la luz que provenía de este objeto, descubrieron que era una estrella supergigante azul. Este tipo de estrellas es mucho más grande, más masivo, más caliente y posiblemente cientos de miles de veces más brillante que nuestro Sol, pero a esta distancia, todavía estaba demasiado lejos para ser vista sin ser observada a través de lentes gravitacionales.

Buscando materia oscura

Detectar la amplificación de una única estrella de fondo puntual proporciona una oportunidad única para probar la naturaleza de la materia oscura. La materia oscura es un material invisible que compone la mayor parte de la masa del universo. Los resultados de esta investigación rechazan la teoría de que la materia oscura está formada por una gran cantidad de agujeros negros creados en el nacimiento del universo, ya que las fluctuaciones leves de las estrellas de fondo, monitorizadas con Hubble durante 13 años, se verían diferentes si hubiera un enjambre de agujeros negros intermedios. Cuando se ponga en órbita el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, los astrónomos esperan encontrar muchas más estrellas como Ícaro. La extraordinaria sensibilidad de Webb permitirá una medición más detallada, incluso en el caso de que las estrellas distantes estén girando.