Il 30 marzo è stato pubblicato un articolo sulla rivista Nature riguardo la recente scoperta della stella più lontana mai vista finora da parte del telescopio Hubble. L’articolo è stato scritto da Brian Welch, professore alla Johns Hopkins University di Baltimora, grazie ai dati raccolti dal programma RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey), guidato da Dan Coe allo Space Telescope Science Institute sempre a Baltimora. Si pensa che questa stella, chiamata Earendel (dall’inglese antico, “stella del mattino”), sia distante dal nostro occhio circa 12,9 miliardi di anni luce, inoltre si stima che ci appaia così com’era quando l’universo aveva il 7% della sua età. I ricercatori ritengono che possa essere una delle prime stelle del nostro Universo che hanno iniziato a formarsi circa un milione di anni dopo il Big Bang, durante il periodo detto alba cosmica, durato circa un miliardo d’anni. I ricercatori si aspettano che grazie alla sensibilità agli infrarossi del telescopio James Webb, lanciato lo scorso dicembre e operativo a partire dalla prossima estate, riusciranno a confermare che Earendel sia un stella e a misurarne la temperatura e la luminosità attraverso un’analisi più accurata della sua luce. Futuri studi su Earendel con il telescopio Webb potrebbero potrebbero dimostrare l’esistenza delle stelle di popolazione III. Le stelle conosciute vengono classificate generalmente in due popolazioni: quelle di popolazione II sono costituite soprattutto da elio e idrogeno, mentre sono molto povere di metalli, le stelle di popolazione I sono più recenti e contengono materiali più pesanti rispetto a quelle di popolazione II, essendosi formate da nubi gassose contenenti metalli prodotti dalle stelle della generazione precedente e rilasciati nel mezzo interstellare alla loro morte. Il Big Bang non ha creato materiali pesanti come i metalli, ma solo elio, idrogeno e piccole tracce di litio, eppure tutte le stelle conosciute, anche quelle della popolazione I, non sono formate da solo questi elementi ma anche da metalli. Per spiegare come possano essersi realmente originate le stelle dai primi elementi esistenti sono state introdotte nel 1978 le stelle di popolazione III, una nuova classe di stelle sconosciute, completamente prive di metalli. Secondo quest’ipotesi, le stelle di popolazione III sono state le prime stelle che si sono formate dalla nascita dell’Universo e hanno prodotto durante la loro vita i materiali pesanti che oggi compongono le stelle che conosciamo, dopo essere stati rilasciati nello spazio alla loro morte.
La distanza delle stelle più lontane da noi viene misurata secondo il loro spostamento verso il rosso (anche detto redshift). Lo spostamento verso il rosso è fenomeno per cui le onde luminose emesse da un corpo che si sta allontanando hanno lunghezza d’onda maggiore. Nell’osservazione di corpi celesti questo effetto è dovuto all’espansione dell’Universo: la luce di corpi lontani almeno un milione di anni luce tende al rosso tanto più quanto è maggiore la velocità con cui il corpo si allontana, quindi la sua lontananza dalla Terra. Analizzando Earendel, il telescopio Hubble ha misurato un spostamento verso il rosso di circa 6,2, molto più alto rispetto al record precedente di 1,5 che risale al 2018, appartenente a una grande nana blu lontana 9 miliardi di anni chiamata Icarus. Gli studiosi non credono che Earendel possa vantarsi anche del titolo della stella più antica mai vista, in quanto le stelle della popolazione III possono essere vissute solo qualche milione di anni. La stella più antica oggi conosciuta si chiama Matusalemme e si trova nella costellazione della Bilancia, osservata per la prima volta da Hubble nel 2013.
A distanze così grandi i corpi più piccoli visibili sono ammassi stellari e anche intere galassie appaiono come piccole macchie, quindi, nonostante Earendel abbia un massa 50 volte superiore rispetto a quella del Sole e sia un milione di volte più luminosa, non sarebbero riusciti ad osservarla senza l’effetto prodotto dalla lente gravitazionale. La lente gravitazionale è una ammasso di materia, come una galassia o un buco nero, che, come una lente ottica, devia la traiettoria della luce. Questo fenomeno era stato anche ipotizzato da Einstein nella teoria della relatività generale, secondo la quale i raggi luminosi vengono deviati a causa la curvatura dello spaziotempo prodotta dai corpi celesti. L’ammasso di galassie che ci separa dalla stella funziona come una lente di ingrandimento, distorcendo e ingrandendo la galassia dove si trova Earendel. Nelle immagini ottenute la galassia appare a forma di mezzaluna, per questo chiamata Arco dell’Alba. Ma, in particolare, la sua identificazione è stata possibile grazie a un raro allineamento dell’ammasso delle galassie e della stella che ha evidenziato la sua posizione. Earendel si trova vicino a un’onda dello spaziotempo, che permette alla stella di essere visibile anche a distanze così grandi. Questa onda dello spaziotempo viene definita caustica come le onde della superficie di una piscina che riflettono la luce in fondo, in aree in cui viene concentrata l’energia luminosa.
