La scoperta è un enorme salto indietro nel tempo rispetto al precedente detentore del record per le stelle singole la cui luce ha impiegato 9 miliardi di anni per raggiungere la Terra. Era sempre stata rilevata da Hubble, nel 2018, ed è un'enorme stella blu soprannominata "Icarus". Esisteva quando l'Universo aveva circa 4 miliardi di anni, o il 30 percento della sua età attuale, in un momento che gli astronomi chiamano "redshift 1,5". La parola "redshift", o spostamento verso il rosso, è usata per indicare il fenomeno in base al quale la luce o un'altra radiazione elettromagnetica emessa da un oggetto in allontanamento ha una lunghezza d'onda maggiore rispetto a quella che aveva all'emissione. In pratica, man mano che l'Universo si espande, la luce proveniente da oggetti distanti viene allungata o "spostata" a lunghezze d'onda più lunghe e più rosse mentre viaggia verso di noi.

La stella appena rilevata, invece, chiamata Earendel (che significa "stella del mattino" in inglese antico, è così lontana che la sua luce ha impiegato 12,9 miliardi di anni per raggiungere la Terra, arrivando cioè da un tempo in cui l'Universo aveva solo il 7% della sua età attuale, con spostamento verso il rosso di 6,2.
Finora, a tale distanze, erano stati visti solo ammassi di stelle incorporati all'interno delle prime galassie ma non una singola stella.

"All'inizio non ci credevamo quasi, era molto più lontano della precedente stella più distante e con spostamento verso il rosso più alto", ha detto l'astronomo Brian Welch della Johns Hopkins University di Baltimora, autore principale del documento che descrive la scoperta, pubblicato sulla rivista Nature.

La stella è stata individuata nell'ambito del programma RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) di Hubble, guidato dal coautore Dan Coe presso lo Space Telescope Science Institute (STScI), sempre a Baltimora.

Merito della lente gravitazionale

La stella è stata vista grazie a una lente gravitazionale creata da un enorme ammasso di galassie, WHL0137-08, che si trova tra noi ed Earendel. La massa dell'ammasso di galassie deforma il tessuto dello spazio, creando una potente lente d'ingrandimento naturale che distorce e amplifica notevolmente la luce proveniente da oggetti distanti dietro di essa.

Grazie a questo ingrandimento, gli astronomi hanno potuto stimare che Earendel ha una massa almeno 50 volte maggiore di quella del nostro Sole ed è milioni di volte più luminosa, rivaleggiando con le stelle più massicce conosciute. 

"Normalmente a queste distanze, intere galassie sembrano piccole macchie, con la luce di milioni di stelle che si fonde insieme", ha affermato Welch. "La galassia che ospita questa stella è stata ingrandita e distorta dalla lente gravitazionale in una lunga mezzaluna che abbiamo chiamato Sunrise Arc".

La conferma di Webb

Gli astronomi si aspettano che l'effetto lente rimarrà attivo per svariati anni a venire e, pertanto, Earendel potrà essere osservata anche con il telescopio spaziale James Webb della NASA che ha un'elevata sensibilità alla luce infrarossa.

"Con Webb ci aspettiamo di confermare che Earendel è davvero una stella, oltre a misurarne la luminosità e la temperatura", ha affermato Coe. Questi dettagli ne restringeranno il tipo e lo stadio nel ciclo di vita stellare. "Ci aspettiamo anche di scoprire che la galassia Sunrise Arc è priva di elementi pesanti che si formano nelle generazioni successive di stelle. Ciò suggerirebbe che Earendel è una stella rara e massiccia povera di metalli", ha detto Coe.

La composizione di Earendel sarà di grande interesse per gli astronomi, perché si è formata prima che l'universo fosse riempito con gli elementi pesanti prodotti dalle successive generazioni di stelle massicce. Se studi di follow-up scoprissero che Earendel è composto solo da idrogeno ed elio primordiali, sarebbe la prima prova per le leggendarie stelle di Popolazione III, che si ipotizza siano le primissime stelle nate dopo il Big Vang.

"Earendel esisteva così tanto tempo fa che potrebbe non avere avuto tutte le stesse materie prime delle stelle che ci circondano oggi", ha spiegato Welch. “Lo studio di Earendel sarà una finestra su un'era dell'universo che non conosciamo, ma che ha portato a tutto ciò che sappiamo. È come se avessimo letto un libro davvero interessante, ma abbiamo iniziato con il secondo capitolo e ora avremo la possibilità di vedere come è iniziato tutto", ha detto Welch

Earendel non deve essere confuso con la stella più antica conosciuta, soprannominata "Matusalemme", scoperta da Hubble nel 2013.

Hubble detiene anche il record di distanza cosmica per la galassia.GN-z11, la cui luce ha impiegato 13,4 miliardi di anni per raggiungere la Terra.