Hubble-rumteleskopet har brudt endnu en observerende rekord: Det berømte observatorium har fundet den fjerneste "almindelige" stjerne nogensinde observeret, på en forbløffende 9 milliarder lysår fra Jorden - hvilket betyder, at lysforskerne ser begyndte at rejse mindst 9 milliarder år siden. Til sammenligning er universets alder cirka 13,8 milliarder år.
Normalt er stjerner der langt væk for vanskelige at finde ud individuelt; en galakse eller en supernova (stjerneeksplosion) er meget lettere at se. Men netop denne stjerne - klassificeret som en almindelig stjerne, hvilket betyder en stjerne i evolutionssekvensen, der smelter brint til helium - kom frem takket være en sjælden linie, rapporterede forskere i en ny undersøgelse. Når en hovedsekvensstjerne ophører med at forbrænde brintet ved sin kerne, forlader den hovedsekvensen. Dette fører til en række forskellige resultater for stjerner. Almindeligvis eksploderer større stjerner fra hovedsekvensen i supernovas, mens mindre stjerner kollapser i hvide dværge.
Astronomer fandt stjernen, der har tilnavnet Icarus, gennem gravitationslinse. Dette fænomen henviser til, hvordan en massiv galakse-klynge eller en anden genstand kan bøje lys fra genstande bagved, hvilket gør svage objekter meget lysere fra Jordens perspektiv. [I fotos: Kosmiske linser afslører universets udvidelse]
Normalt kan denne linseproces forstørre objekter med op til 50 gange, men astronomer var heldige her: Den nyfundne stjerne blev forstørret mere end 2.000 gange, fordi en stjerne kort passerede gennem synslinjen mellem Hubble og Icarus, sagde forskere i en erklæring fra University of California, Berkeley. Dette sjældne glimt af en fjern stjerne kunne give et vindue til, hvordan stjerner generelt udvikler sig, især dem, der er ekstremt lysende, siger holdet.
"Du kan se individuelle galakser derude, men denne stjerne er mindst 100 gange længere væk end den næste individuelle stjerne, vi kan studere, bortset fra supernovaeksplosioner," sagde hovedundersøgelsesforfatter Patrick Kelly i erklæringen. Kelly var postdoktor ved University of California, Berkeley, da han arbejdede med forskningen, men er i øjeblikket på fakultetet ved University of Minnesota.
Icarus, kendt mere formelt som MACS J1149 Lensed Star 1 (LS1), dukkede op, når Kelly fulgte op på en supernova, kaldet SN Refsdal, som han opdagede i 2014. Supernovaen blev opdaget ved hjælp af en gravitationslinse i stjernebilledet Leo; linsen blev dannet af en galakse klynge kendt som MACS J1149 + 2223.
"For første gang nogensinde ser vi en individuel normal stjerne - ikke en supernova, ikke en gamma-ray burst, men en enkelt stabil stjerne - i en afstand af ni milliarder lysår," studerer medforfatter Alex Filippenko , sagde en astronom ved UC Berkeley i samme udsagn. Disse linser er fantastiske kosmiske teleskoper. "
Kelly's team undersøgte farverne fra Icarus 'lys og fandt, at det var en blå supergiant. Denne type stjerne er mere massiv og større end vores sol og skinner op til hundreder af tusinder af gange lysere. Stadig var Icarus så langt væk, at astronomer aldrig ville have set det uden kraftig linse. Kelly mistænkte, at stjernen var langt mere forstørret end supernovaen - en hypotese, der senere blev gennemført ved modellering.
"Ved at modellere linsen konkluderede de [astronomer], at den enorme tilsyneladende lysning af Icarus sandsynligvis var forårsaget af en unik effekt af gravitationslinsering," sagde UC Berkeley-repræsentanter i erklæringen. ”Mens en udvidet linse, som en galakse-klynge, kun kan forstørre et baggrundsobjekt op til 50 gange, kan mindre objekter forstørre meget mere.
"En enkelt stjerne i en forgrundsobjektiv, hvis den er præcist på linje med en baggrundstjerne, kan forstørre baggrundstjernen tusinder af gange," tilføjede de. "I dette tilfælde passerede en stjerne på størrelse med vores sol kort gennem synslinjen mellem den fjerne stjerne Icarus og Hubble, hvilket øgede dens lysstyrke mere end 2.000 gange."
Heldigvis for astronomer er Icarus godt placeret til flere af disse justeringer. Når stjerner i klyngen MACS J1149 + 2223 bevæger sig rundt, kunne Icarus's lysstyrke øges så meget som 10.000 gange under andre linsebegivenheder. Astronomer kan muligvis fange flere af disse sjældne begivenheder generelt, hvis de ser på det rigtige sted, tilføjede teamet.
"Der er justeringer som dette overalt, når baggrundsstjerner eller stjerner i linsegalakser bevæger sig rundt, hvilket giver mulighed for at studere meget fjerne stjerner, der stammer fra det tidlige univers, ligesom vi har brugt gravitationslinser til at studere fjerne galakser," siger Filippenko sagde det i erklæringen. "Til denne type forskning har naturen forsynet os med et større teleskop, end vi muligvis kan bygge."
Icarus dukkede op i Hubble-billeder taget mellem april 2016 og april 2017. En anden stjerne dukkede op i nogle observationer, der enten kunne være et spejlbillede af Icarus eller endnu en stjerne, der gravitationsmæssigt linse.
Astronomer undersøgte også mørk stof - et lidt forstået stof, der udgør det meste af universet - med observationer af Icarus. I modsætning til hvad nogle tidligere teorier havde anført, antyder de nye observationer, at mørkt stof ikke er sammensat af oprindelige sorte huller i galakse klynger.
Det nye værk blev detaljeret i dag (2. april) i tidsskriftet Nature Astronomy.
