Por primera vez astrónomos captan estrellas individuales en una galaxia muy lejana
El profesor del Instituto de Astrofísica e investigador asociado al MAS y CATA, Franz Bauer, es parte del equipo internacional que logró fotografiar más de 40 estrellas en una galaxia cuya luz proviene de una época en que el universo tenía solo la mitad de su edad actual, a 6.500 millones de años luz de la Tierra. La investigación es considerada como un gran avance para el estudio de la evolución de las galaxias y la astronomía mundial.

photo_camera “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”, expresa el astrónomo del MAS/CATA y profesor UC, Franz Bauer. (Imagen gentileza de CATA/MAS)
Las galaxias poseen miles de millones de estrellas, pero fotografiar aquellas de galaxias lejanas parecía una misión casi imposible. Solo se había logrado 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.
Esto, hasta ahora. Un grupo de astrónomos fotografió un gran número de estrellas individuales en una galaxia ubicada a casi 6,500 millones de años luz de la Tierra.
La hazaña, comparada con intentar observar granos de polvo en los cráteres de la Luna usando binoculares, se logró gracias al 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.
La investigación fue publicada en la revista Nature Astronomy, liderada por astrónomos del Steward Observatory de la Universidad de Arizona y en la que 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 Atrofísica de la Universidad Católica.
El Arco del Dragón
Como explica el profesor Franz Bauer, la mayor dificultad de este logro radica en 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 profesor Franz Bauer comenta que su participación en este proyecto surgió de una colaboración internacional de JWST llamada MAGNIF, diseñada para observar galaxias muy distantes.
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.

Materia oscura y formación estelar
En 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”, expresa el astrónomo del MAS/CATA.
Pero, ¿cómo eran estas lejanas estrellas comparadas con las actuales? Franz Bauer responde 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”, acota.
El académico del Instituto de Astrofísica 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.