Uncategorized

Hubble avslöjar den mest avlägsna stjärnan som någonsin upptäckts

Den mest avlägsna stjärnan – eller möjligen ett par stjärnor – som astronomer någonsin har sett avslöjades just tack vare Hubble-teleskopet och en massiv galaxhop. Långt från jorden böjer sig universum runt den stora delen av en galaxhop och skapar en gravitationslins i rymdtiden, ungefär som den krökta linsen i ett förstoringsglas. Som ett förstoringsglas avslöjade det något litet och dolt: ett stjärnsystem från det tidiga universum.

Det avlägsna stjärnsystemet tar det officiella namnet WHL0137-LS, men astronomerna som hittade det gav det smeknamnet “Earendel” från det gamla engelska ordet som betyder “morgonstjärna” eller “stigande ljus.”

Earendel-systemet som vi ser det idag lyste inom bara 900 miljoner år efter Big Bang, enligt författarna till en nytt papper i journalen Natur som beskriver upptäckten. Helt 12,8 miljarder år gick innan det ljuset nådde Hubble-rymdteleskopet, förstorat av ett lyckligt gravitationstrick för att framstå som en liten kladd av fotoner på Hubbles bildsensor. Earendel är 8,2 miljarder år äldre än solen och jorden och 12,1 miljarder år äldre än vår planets första djur.

Även med forntida stjärnors standarder sticker Earendel ut: astronomer observerade den tidigare rekordhållaren, med smeknamnet Icarus, som den såg ut för 9,4 miljarder år sedan – 3,4 miljarder år senare än denna nya rekordhållare. Till och med de äldsta kända supernovorna, vanligtvis de ljusaste och lättast upptäckta enskilda objekten över hela rymdtidens oändlighet, är yngre än Earendel.

En bild av Ikaros, den tidigare rekordhållaren för den längsta enskilda stjärnan som någonsin setts. Den vänstra bilden visar den massiva galaxhopen som sitter mellan jorden och Ikaros. Från NASA: “Panelerna till höger visar vyn 2011, utan Icarus synlig, jämfört med stjärnans ljusning 2016.”
NASA, ESA och P. Kelly (University of Minnesota)

Se genom gravitationslinsen

Earendels hemgalax, Sunrise-bågen, har fått sitt namn från den gravitationslinseffekt som gjorde denna upptäckt möjlig.

“Den här galaxen verkar förstorad och utsträckt till en lång, tunn halvmåneform på grund av gravitationslinseffekten av ett massivt kluster av galaxer i förgrunden”, säger Brian Welch, astronom vid Johns Hopkins University och huvudförfattare till Natur papper.

Welch berättade Gränsen att han snubblade över Earendel medan han studerade själva gravitationslinsen.

Gravitationslinser, som förstoringsglas, tenderar att förvränga och vrida bilder och har områden med högre och lägre förstoring. Om du har ett förstoringsglas hemma är den bästa förstoringen troligen i mitten av en enkel cirkel. Gravitationslinser är svårare att använda.

I en gravitationslins finns det en linje som kallas den “kritiska kurvan” där förstoringen är mest intensiv. Objekt som ses genom linsen reflekteras över den kritiska kurvan och dyker upp flera gånger. Och ju närmare de ligger i linje med kurvans linje från vårt perspektiv på jorden, desto mer förstorade blir de.

“Jag skapade en modell av linseffekterna av galaxhopen, med målet att mäta förstoringen av soluppgångsbågen,” sa Welch. “Modellerna fortsatte att förutsäga att denna ena ljusa punkt på bågen skulle ha en extremt hög förstoring.”

Welch insåg att den här ljusa punkten var ett objekt som låg mycket nära den kritiska kurvan – så nära och så liten att till och med Hubbles skarpa öga löste sin dubbla, reflekterade bild över linjen som ett enda utstryk. Den närheten till den kritiska kurvan innebar också att vad det än var så hade den redan förstorats någonstans mellan 1 000 och 40 000 gånger innan den nådde Hubble. Hur liten och svag den än verkade för Hubble, så var den i själva verket mycket mindre – liten i skalan för Sunrise Arc-galaxen.

“När jag undersökte det mer, fann jag att källan var för liten för att vara något annat än en enskild stjärna (eller binärt system),” sa Welch.

Det antika universum

Welch och ett stort internationellt team av medförfattare tillbringade tre och ett halvt år med att studera Earendel över flera Hubble-observationer för att bekräfta att de såg något verkligt och inte en övergående effekt av ljuset.

Den tiden och ansträngningen var värt det, sa Welch, eftersom dessa mycket gamla stjärnor kan lära oss saker om universums historia.

“Med avlägsna objekt ser vi in ​​i universums förflutna och in i en tid då universum såg väldigt annorlunda ut än det gör idag,” sa Welch. “Vi vet att galaxer ser annorlunda ut vid denna tidiga tidpunkt, och vi vet att det har varit relativt få generationer av stjärnor som kom tidigare.”

Stjärnor är fabriker av tunga grundämnen i vårt universum, som bildas när lättare atomer som väte och helium smälter samman genom kärnfusion för att bilda tyngre material som kol, syre och till och med järn. Earendel, i det tidiga skedet av vårt universums historia, hade förmodligen mycket lite material tyngre än helium i sitt system, sa Welch.

“Att studera denna linsstjärna i detalj ger oss ett nytt fönster till hur stjärnor i dessa tidiga dagar var och hur de skiljer sig från stjärnor i det närliggande universum,” sa Welch.

James Webb Space Telescope (JWST), som lanserades i december 2021, rustar för närvarande upp för vetenskapsoperationer. Dess optik, skarpare än Hubbles, borde kunna bekräfta deras slutsats att Earendel är ett enda stjärnsystem och inte ett kluster av stjärnsystem som klumpas ihop, skrev författarna i tidningen. De hoppas också att se om Earendel var en ensam stjärna eller ett binärt system, lära sig mer om stjärnans temperatur och massa, bland andra egenskaper.

JWST kommer att vara upptagen med att ta sig igenom en vetenskaplig önskelista som har blivit lång under de år som astronomer ägnat åt att förutse uppskjutningen, som Gränsen tidigare rapporterat. Det kommer att inkludera att studera exoplaneter såväl som det antika universum – inklusive stjärnsystem som Earandel som glödde i tidernas gryning.

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button
%d bloggers like this: