Hubbleův kosmický dalekohled zlomil další pozorovací záznam: Slavná observatoř našla nejvzdálenější „obyčejnou“ hvězdu, jakou kdy byla pozorována, v ohromujících 9 miliard světelných letech od Země - což znamená, že vědci v oblasti světla začali cestovat nejméně 9 miliard let před. Pro srovnání, věk vesmíru je zhruba 13,8 miliard let.
Hvězdy, které jsou daleko, jsou obvykle příliš obtížné rozeznat jednotlivě; galaxie nebo supernova (exploze hvězd) je mnohem snazší vidět. Tato zvláštní hvězda - klasifikovaná jako obyčejná hvězda, což znamená hvězdu na hlavní posloupnosti evoluce, která spojuje vodík s heliem - se objevila díky vzácnému zarovnání, uvedli vědci v nové studii. Když hvězda hlavní sekvence přestane spalovat vodík ve svém jádru, opouští hlavní sekvenci. To vede k různým výsledkům pro hvězdy. Větší hvězdy z hlavní sekvence obvykle explodují do supernov, zatímco menší hvězdy se zhroutí do bílých trpaslíků.
Astronomové našli gravitační čočku hvězdu, která se jmenuje Icarus. Tento jev odkazuje na to, jak masivní galaktický shluk nebo jiný objekt dokáže ohýbat světlo od objektů za ním, což způsobuje, že jsou dimendové objekty mnohem jasnější z pohledu Země. [Na fotografiích: Kosmické čočky odhalují expanzi vesmíru]
Obvykle může tento proces objektivu zvětšit objekty až 50krát, ale astronomové zde měli štěstí: Nově objevená hvězda byla zvětšena více než 2000krát, protože hvězda krátce procházela přímkou pohledu mezi Hubbleem a Icarusem, uvedli vědci v prohlášení. z University of California, Berkeley. Tento vzácný letmý pohled na vzdálenou hvězdu by mohl poskytnout přehled o tom, jak se hvězdy obecně vyvíjejí, zejména těch, které jsou mimořádně světelné, uvedl tým.
„Vidíte tam jednotlivé galaxie, ale tato hvězda je nejméně 100krát dále než další individuální hvězda, kterou můžeme studovat, s výjimkou výbuchů supernovy,“ uvedl v prohlášení autor hlavní studie Patrick Kelly. Kelly byl postgraduálním učencem na Kalifornské univerzitě v Berkeley, když pracoval na výzkumu, ale v současné době působí na fakultě na University of Minnesota.
Icarus, známý více formálně jako MACS J1149 Lensed Star 1 (LS1), se objevil, když Kelly sledoval supernovu s názvem SN Refsdal, kterou objevil v roce 2014. Supernova byla objevena pomocí gravitační čočky v souhvězdí Lev; čočka byla tvořena galaxií, známou jako MACS J1149 + 2223.
"Poprvé se setkáváme s jednotlivou normální hvězdou - ne supernovovou, nikoli gama zábleskem, ale jedinou stabilní hvězdou - ve vzdálenosti devíti miliard světelných let," spoluautor studie Alex Filippenko , astronom UC Berkeley, řekl ve stejném prohlášení. Tyto čočky jsou úžasné kosmické dalekohledy. ““
Kellyho tým zkoumal barvy vycházející z Icarusova světla a zjistil, že to byl modrý supergiant. Tato hvězda je hmotnější a větší než naše slunce a září až stovky tisíckrát jasnější. Icarus byl přesto tak daleko, že by ho astronomové nikdy nestihli spatřit bez mocného objektivu. Kelly měla podezření, že hvězda byla mnohem větší než supernova - hypotéza se později projevila pomocí modelování.
"Modelováním čočky dospěli [astronomové] k závěru, že obrovské zjevné zjasnění Icarus bylo pravděpodobně způsobeno jedinečným účinkem gravitačních čoček," uvedli zástupci UC Berkeley. „Zatímco rozšířená čočka, stejně jako klastr galaxií, dokáže zvětšit pouze objekt pozadí až 50krát, menší objekty mohou zvětšit mnohem víc.
„Jedna hvězda v popředí, pokud je přesně zarovnána s hvězdou v pozadí, může hvězdu pozadí zvětšit tisíckrát,“ dodali. "V tomto případě hvězda o velikosti našeho Slunce krátce prošla přímo přímkou pohledu mezi vzdálenou hvězdou Icarus a Hubbleem, čímž zvýšila její jas více než 2 000krát."
Naštěstí pro astronomy je Icarus dobře umístěn pro více z těchto zarovnání. Jak se hvězdy ve klastru MACS J1149 + 2223 pohybují, jas Icarus mohl být během dalších čočkových událostí zvýšen až 10 000krát. Astronomové by mohli být schopni zachytit více těchto vzácných událostí obecně, pokud vypadají na správném místě, dodal tým.
"Takovéto zarovnání jsou všude, jak se hvězdy pozadí nebo hvězdy v čočkových galaxiích pohybují kolem, což nabízí možnost studovat velmi vzdálené hvězdy pocházející z raného vesmíru, stejně jako my používáme gravitační čočky ke studiu vzdálených galaxií," Filippenko řekl v prohlášení. "Pro tento typ výzkumu nám příroda poskytla větší dalekohled, než si můžeme postavit."
Icarus se objevil v Hubbleových snímcích pořízených mezi dubnem 2016 a dubnem 2017. V některých pozorováních se objevila druhá hvězda, která mohla být buď zrcadlovým obrazem Icaruse, nebo ještě další hvězdou gravitačně čočkou.
Astronomové také zkoumali temnou hmotu - málo srozumitelnou látku, která tvoří většinu vesmíru - s pozorováním Icaruse. Na rozdíl od toho, co uvedly některé předchozí teorie, nová pozorování naznačují, že temná hmota není tvořena prapůvodními černými dírami v klastrech galaxií.
Nová práce byla podrobně popsána dnes (2. dubna) v časopise Nature Astronomy.
