A Hubble Űrteleszkóp a legközelebbi és legtávolabbi ismert csillagot fedezi fel

Csillagfény, ragyogó csillag, milyen messzire néz az éjszaka.

A csillagászok szerdán jelentették be a valaha látott legtávolabbi és legrégebbi csillag felfedezését, egy olyan fénypontot, amely 12,9 milliárd évvel ezelőtt, vagyis mindössze 900 millió évvel az univerzumot megszülető Ősrobbanás után ragyogott fel.

Ez azt jelenti, hogy a csillag fénye 12,9 milliárd fényévet tett meg, hogy elérje a Földet.

Az eredmény a felhasználási erőfeszítés része volt Hubble Űrteleszkóp A világegyetem legrégebbi és legtávolabbi galaxisainak felkutatására. Szerencsés véletlennek köszönhetően a csillagászok egyetlen csillagrendszert tudtak felismerni az egyik galaxisban.

– mondta Brian Welch, a baltimore-i Johns Hopkins Egyetem végzős hallgatója és a könyv szerzője A Nature folyóiratban szerdán megjelent kutatási cikk leírja a felfedezést.

Általában a távoli tárgyak túl sötétek ahhoz, hogy láthatóak legyenek. De Einstein általános relativitáselmélete, amely leírja, hogy a gravitáció hogyan hajlítja meg a teret, hasznos megoldást kínál. Egy közeli hatalmas galaxishalmaz lencseként működhet, hogy felerősítse a csillagok és a mögöttük lévő távoli galaxisok fényét.

A Hubble Űrteleszkóppal végzett felmérés 41 galaktikus klasztert vizsgált meg. „Ha egy igazán hatalmas galaxishalmaz egy csoportjára tekintünk, jó eséllyel nagyon masszív objektumokat találsz mögöttük” – mondta Welch úr.

Welch úr elmondta, hogy egy galaxishalmaz általában akár 10-szeresére is felnagyítja a mögötte lévő objektum fényességét.

A fényt azonban nem egyformán nagyítják. A téridő hullámzása fényes foltokat hozhat létre, például hullámokat az úszómedence felszínén, amelyek fényes foltok mintázatát hoznak létre a medence alján. Egy távoli, felnagyított galaxist vizsgálva a csillagászok azt találták, hogy egy fénypont az egyik hullámhoz igazodik, és annak fényessége ezerszeresére vagy még többre is felerősödött.

„A galaxis egyfajta kinyúlik ebben a hosszú félhold alakú ívben” – mondta Welch úr. – És akkor a csillag ennek csak az egyik összetevője.

Ahogy az univerzum tágul, a távoli objektumok gyorsabban mozognak. Ez a fény frekvenciáját hosszabb hullámhosszok felé tolja el. A Welch úr és munkatársai által észlelt csillag vöröseltolódása 6,2, ami jóval meghaladja a legtávolabbi csillagok korábbi rekordját. Ennek a csillagnak, amelyet 2018-ban jelentettek, 1,5-ös vöröseltolódása volt, ami megfelel annak, amikor az univerzum körülbelül négymilliárd éves volt.

A kutatók az új csillagot Earendelnek nevezték – óangolul „reggeli csillagnak”. Ha egyetlen csillagról van szó, akkor a csillagászok becslése szerint egy hatalmas csillagról van szó, amely körülbelül 50-szerese a napunk tömegének. Ez lehet két- vagy többcsillagos rendszer is.

Az Earendel-illesztés és a galaxiscsoport évekig kitart, így az Earendel lesz az egyik célpont az újonnan indított csoport megfigyelésének első évében. James Webb űrteleszkópamelynek nagyobb a tükör, mint a Hubble, és hosszabb infravörös hullámhosszon gyűjti a fényt.

Webb megfigyelései képesek lesznek a fényerő mérésére egy hullámhossz-spektrumon keresztül. Ez segít a csillagászoknak meghatározni a csillag hőmérsékletét. „Valóban szükségünk van arra a spektrumra, hogy valamiféle abszolút bizonyossággal kijelenthessük, hogy ez egy sztár egy másik dologhoz képest” – mondta Welch úr.

Welch úr azt mondta, hogy később Webb részletesebb megfigyelései meghatározhatják Earendel összetételét. Az ősrobbanás során csak a legkönnyebb elemek keletkeztek, mint például a hidrogén és a hélium. Az első csillagok így várhatóan alacsonyabb koncentrációban tartalmaznak nehezebb elemeket, amelyek a csillagokon belüli fúziós reakciókból és a haldokló csillagok robbanásaiból származnak. A jelenlegi hipotézis az, hogy kevesebb nehezebb elem esetén az első csillagoknak nagyoknak és fényeseknek kell lenniük.

„Nagyon melegnek és nagyon masszívnak tűnik” – mondta Stephen Finkelstein, a Texasi Egyetem csillagásza, aki nem vett részt a kutatásban, Earndale-ről.

Ez a csillag azonban önmagában nem lenne elegendő a korai univerzum legnagyobb csillagainak állapotának bizonyításához. „De határozottan támogatja ezt” – mondta Dr. Finkelstein. „Ha nagy számban kezdenek kialakulni, és sok közülük nagyon masszívnak tűnik, akkor egyre erősebbek lesznek a bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy a távoli univerzumban a tömegesebb csillagok a szokásosak.”

A Webb-teleszkópnak képesnek kell lennie olyan távoli nagyító csillagok megtalálására is, mint az Earendel, bár a gravitációs lencsével véletlenül sorakozó csillagok száma láthatatlan marad. Még az is lehet, hogy képes azonosítani néhány csillagot a 10 és 20 közötti vöröseltolódásnál, ami az Ősrobbanás utáni 100 millió és 500 millió év közötti időszaknak felel meg.

„Ez pontosan abban az ablakban van, amikor azt gondoljuk, hogy az első csillagok kialakulnak” – mondta Dr. Finkelstein.