Scoperta nel 2022 dal telescopio spaziale Hubble, Earendel è stata inizialmente classificata come la stella più lontana mai osservata. Il suo nome, che significa “stella del mattino” in antico inglese, è un omaggio alla sua remota origine. Si riteneva che questa stella si fosse formata appena 900 milioni di anni dopo il Big Bang, un’epoca in cui l’universo aveva solo il 7% della sua età attuale.
Earendel: un mistero celeste
Grazie a un’analisi più approfondita condotta con il telescopio spaziale James Webb (JWST), gli astronomi stanno riconsiderando la sua vera natura. La nuova ricerca suggerisce che, anziché essere una singola stella o un sistema binario, potrebbe essere un ammasso stellare compatto. Si tratta di un gruppo di stelle tenute insieme dalla gravità e formatesi dalla stessa nube di gas e polvere. Secondo Massimo Pascale, autore principale dello studio, questa scoperta non sarebbe inaspettata e l’oggetto “sembra abbastanza coerente con l’aspetto che ci aspettiamo che gli ammassi globulari che osserviamo nell’universo locale apparissero nei primi miliardi di anni dell’Universo”.
Earendel si trova nella galassia Arco del Sole, a 12,9 miliardi di anni luce dalla Terra. La sua osservazione è stata possibile grazie a un fenomeno chiamato lente gravitazionale, previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein. Un gigantesco ammasso di galassie posizionato tra noi e agisce come una lente cosmica, distorcendo lo spazio-tempo e ingrandendo la luce proveniente dall’oggetto celeste, altrimenti troppo debole per essere rilevata. Si stima che questo effetto l’abbia resa almeno 4.000 volte più luminosa e grande di quanto non sia in realtà.
Analisi con il telescopio James Webb (JWST)
Il potere di ingrandimento dell’universo, noto come lente gravitazionale, è particolarmente intenso in determinate regioni. Se un oggetto celeste si allinea quasi perfettamente con uno di questi “punti ottimali”, la sua immagine può essere ingrandita di centinaia o migliaia di volte, apparendo molto più luminosa del normale. Earendel, a quasi 12,9 miliardi di anni luce di distanza, si trova in un allineamento quasi perfetto, una circostanza incredibilmente rara che ha spinto gli astronomi a esplorare spiegazioni alternative all’ipotesi iniziale della singola stella.
Dopo la sua scoperta nel 2022, i ricercatori l’hanno esaminata usando i dati del Near Infrared Imager (NIRCam) del JWST. L’analisi della luminosità e delle dimensioni dell’oggetto ha suggerito che potesse trattarsi di una stella massiccia, con una temperatura più che doppia rispetto al Sole e circa un milione di volte più luminosa. Inoltre, il suo colore ha suggerito la presenza di una stella compagna più fredda. Massimo Pascale, uno degli scienziati coinvolti, ha spiegato che “dopo che alcuni recenti lavori hanno dimostrato che potrebbe effettivamente essere (ma non necessariamente) molto più grande di quanto si pensasse in precedenza, mi sono convinto che valesse la pena esplorare lo scenario dell’ammasso stellare”.
Pascale e il suo team hanno approfondito lo studio utilizzando i dati spettroscopici dello strumento NIRSpec del JWST per esaminare l’età e il contenuto di metalli di Earendel. Hanno analizzato il continuum spettroscopico, che descrive come la luminosità di un oggetto cambia gradualmente con le diverse lunghezze d’onda della luce. L’andamento rilevato corrisponde a quello che ci si aspetterebbe da un ammasso stellare e, al minimo, indica che la luce proviene dalla combinazione di più stelle.
Il dibattito sulla classificazione
Il nuovo studio condotto da Pascale e dal suo team ha fornito dati aggiuntivi grazie allo strumento NIRSpec del telescopio James Webb, che ha offerto un livello di dettaglio superiore rispetto a quanto fosse possibile con i dati NIRCam utilizzati per la scoperta iniziale. Tuttavia, Brian Welch, il ricercatore che ha guidato il team scopritore di Earendel nel 2022, pur non essendo coinvolto nella nuova ricerca, ritiene che le nuove informazioni non siano sufficienti per confermare definitivamente che si tratti di un ammasso stellare.
Welch ha spiegato che, a causa della risoluzione dello spettrometro NIRSpec, lo spettro di una singola stella sottoposta a lente gravitazionale e quello di un ammasso stellare possono apparire molto simili. Per questo motivo, è fondamentale considerare tutti i dati disponibili per classificare correttamente questi oggetti fortemente ingranditi.
Welch ha anche sottolineato che la ricerca di Pascale si è concentrata unicamente sull’ipotesi dell’ammasso stellare, senza confrontarla con altri scenari possibili, come quello di una singola stella o di un sistema stellare multiplo. La misurazione è considerata solida, ma lo studio ha una portata limitata poiché non ha esplorato tutte le alternative.
Sia Pascale che Welch sono concordi nel ritenere che la risposta definitiva sul mistero di Earendel risieda nel monitorare gli effetti del microlensing. Si tratta di un tipo di lente gravitazionale in cui un oggetto più vicino, passando davanti a un oggetto distante, ne distorce temporaneamente l’immagine, provocando variazioni di luminosità. Queste variazioni sono più evidenti quando gli oggetti sono più piccoli, come stelle o sistemi stellari, piuttosto che in ammassi stellari molto più grandi. Pascale si è detto fiducioso ed “emozionato di vedere cosa potranno fare i futuri programmi JWST per svelare ulteriormente la natura di Earendel”.
Lo studio è stato pubblicato sul The Astrophysical Journal.
