Найбільш далека зірка виявлена на відстані 28 мільярдів світлових років

Завдяки успішному розташуванню масивного скупчення галактик астрономи виявили єдину зірку на більшій частині всього спостережуваного Всесвіту. Це найбільш далеке виявлення одиночної зірки. Зірка може бути в 500 разів масивніше Сонця. Відкриття було опубліковано в журналі Nature.

Всі зірки, які можна побачити в нічному небі, лежать в межах нашої власної галактики Чумацький Шлях.

Навіть за допомогою найпотужніших телескопів в нормальних умовах окремі зірки можуть бути безпосередньо виявлені тільки у наших найближчих галактичних сусідах. Загалом, далекі галактики бачаться як змішане світло мільярдів зірок.

Але завдяки чудовому природному явищу, відомому як «гравітаційне лінзування», астрономи з Інституту Нільса Бора і DTU Space, тим не менш, змогли виявити зірку на такій відстані, на якій навіть виявлення цілих галактик є складним завданням.

Серед чудес, передбачених теорією відносності Ейнштейна, - здатність маси «викривляти» сам простір.

Коли світло проходить поблизу масивних об'єктів, його шлях слідує викривленому простору і змінює напрямок. Якщо масивний об'єкт виявляється між нами і віддаленим фоновим джерелом світла, об'єкт може відхиляти і фокусувати світло на нас як лінза, збільшуючи інтенсивність.

Галактики, збільшені в кілька разів, зазвичай виявляються за допомогою цього методу. Але за вражаючим космічним збігом галактики в скупченні під назвою WHL0137-08 вишикувалися таким чином, що сфокусували світло однієї зірки на нас, збільшивши його в тисячі разів.

Поєднання цієї гравітаційної лінзи і дев'ятигодинної експозиції з космічним телескопом Хаббл дозволило міжнародній групі астрономів виявити зірку.

Астрономи назвали зірку Еарендел (Earendel), від давньоанглійського слова, що означає «ранкова зірка» або «світло, що сходить». Вони підрахували, що зірка принаймні в 50 разів масивніша за наше Сонце, а можливо, в 500 разів і в мільйони разів яскравіша.

Крім того, що це дивовижне досягнення саме по собі, спостереження Earendel пропонує унікальну можливість дослідити ранній Всесвіт.

«Коли ми дивимося в космос, ми також озираємося назад у часі, тому ці спостереження з надзвичайно високою роздільною здатністю дозволяють нам зрозуміти будівельні блоки деяких з найперших галактик», - пояснюють астрономи.

"Коли випромінювалося світло, яке ми бачимо від Earendel, Всесвіту було менше мільярда років, всього 6% від її нинішнього віку. У той час зірка перебувала на відстані 4 мільярдів світлових років від протомлечного шляху, але за майже 13 мільярдів років, які знадобилися світлу, щоб досягти нас, Всесвіт розширився так, що зараз він знаходиться на відстані приголомшливих 28 мільярдів світлових років ".

Попередній рекордсмен, блакитний надгігант на ім'я Ікар, знаходиться майже на 4 мільярди світлових років ближче, ніж Еарендел. Тим не менш, ці цифри можуть трохи збити з пантелику. Відстань до Еаренделя в 12,9 мільярдів світлових років і 9 мільярдів до Ікара вимірюється так званим ретроспективним часом, використовуючи сьогоднішній день в якості точки відліку. Таким чином, світлу Еаренделя знадобилося 12,9 мільярдів років, щоб досягти нас тут, на Землі, але за цей час розширення Всесвіту означає, що зірка тепер знаходиться на приголомшливій відстані в 28 мільярдів світлових років. Принаймні, так воно і було - Еарендель, швидше за все, вже давно мертвий.

Швидкість цього універсального розширення - один з інструментів, що використовуються для вимірювання таких неймовірних відстаней. У міру того, як світло проходить через космос, що розширюється Всесвіт розтягує свої довжини хвиль, зрушуючи їх у бік червоного кінця спектру. Обчислення цього червоного зміщення може показати, наскільки далеко знаходилося джерело - чим більше число червоного зсуву, тим далі відстань. У цьому випадку червоне зміщення Еаренделя склало 6,2, що абсолютно величезно в порівнянні з червоним зміщенням Ікара, що становить всього 1,5.

Попередній рекорд - це зірка, яку бачили, коли вік Всесвіту становив близько третини його нинішнього віку, коли більша частина його структури вже сформувалася і еволюціонувала.

Для вимірювання яскравості Earendel астрономи побудували фізичну модель гравітаційної лінзи. Точна природа джерела світла залежить від їх моделі, але коли астрономи настільки впевнені, що маленька точка насправді є одиночною зіркою, це почасти тому, що багато різних моделей дають приблизно одну і ту ж відповідь.

Тим не менш, Earendel в принципі може бути не однією зіркою, а кількома, розташованими дуже близько один до одного. Щоб перевірити, чи так це, команда астрономів подала заявку і отримала схвалення на спостереження зірки за допомогою нещодавно запущеного космічного телескопа Джеймс Вебб.

«З Джеймсом Веббом ми зможемо підтвердити, що Еарендел - це дійсно всього лише одна зірка, і в той же час кількісно визначити, до якого типу відноситься ця зірка», - кажуть вчені.

"Вебб навіть дозволить нам виміряти її хімічний склад. Потенційно Еарендел може бути першим відомим прикладом раннього покоління зірок у Всесвіті ".

Дослідження було опубліковано в журналі Nature.