Uncategorized

Hubble plockar upp den mest avlägsna stjärnan som hittills observerats

närbild av en röd, prickad sträng av objekt mitt i en samling galaxer och stjärnor.
Förstora / Strängen av röda prickar representerar området med maximal förstoring, med platsen för Earendel indikerad av den vita pilen.

Vi förstår inte helt hur universums första stjärnor såg ut. Vi vet att de måste ha bildats av väte och helium eftersom de flesta tyngre grundämnen producerades först efter att stjärnorna bildades. Och vi vet att avsaknaden av dessa tyngre grundämnen förändrade dynamiken i stjärnbildningen på ett sätt som innebar att de första stjärnorna måste ha varit mycket stora. Men hur stor är fortfarande en obesvarad fråga.

Nu meddelar forskare att de kan vara ett steg närmare att direkt observera en av dessa stjärnor. Tack vare en slumpmässig inriktning mellan en avlägsen stjärna och en mellanliggande galaxhop, har gravitationslinser förstorat ett objekt som fanns mindre än en miljard år efter Big Bang. Objektet är sannolikt antingen en ensam stjärna eller ett kompakt system med två eller tre stjärnor. Och dess upptäckare säger att de redan har bokat tid för uppföljande observationer med NASA:s senaste rymdteleskop.

Gravitys lins

Linser fungerar genom att arrangera material så att ljus färdas på en krökt bana genom dem. Tyngdkraften, som förvränger rumtiden i sig, kan utföra en liknande funktion, förändra rymden så att ljuset vandrar en krökt bana. Det har funnits många exempel på gravitationspåverkan från föremål i förgrunden som skapar en linsliknande effekt, förstärker och/eller förvränger ljuset från ett mer avlägset föremål bakom dem.

Denna framgång har föranlett bildandet av ett team som heter Reionization Lensing Cluster Survey, eller RELICS. Gruppen riktar rymdteleskop mot stora galaxhopar i förväntan att de starka gravitationsfälten där är mer benägna att skapa linseffekter. Teamet letar efter objekt som går tillbaka till perioden av återjonisering, när ljuset från de första stjärnorna började ta bort elektronerna från vätet i det interstellära materialet.

På grund av den ojämna fördelningen av materia i den naturliga världen är gravitationslinser ojämna och skapar ofta funhouse-effekter och dubbletter av bilder. Med hjälp av dessa effekter, tillsammans med information om fördelningen av materia i förgrunden, är det möjligt att göra en grov karta över var linseffekterna är starkast.

Den här kartan kan innehålla en “kritisk linskurva”, som kan identifieras eftersom de flesta bakgrundsobjekt visas som två bilder, med en på vardera sidan av kurvan. Men en handfull objekt kommer att hamna på själva kurvan och uppleva den starkaste förstoringen.

Ensam stjärna

Som du kan se på bilden högst upp i den här artikeln verkar de flesta objekten på linsens kritiska kurva vara förlängda längs den, vilket indikerar att de sannolikt är större strukturer, som galaxer eller stjärnhopar. Undantaget, noterat av pilen, är WHL0137-LS. Forskarna har döpt den till Earendel, den fornengelska termen för morgonstjärnan, eftersom den verkar härstamma från universums morgon, cirka 900 miljoner år efter Big Bang.

Olika modeller av linseffekterna tyder på att Earendel förstoras med minst en faktor 1 000 – och möjligen så mycket som 40 000. Baserat på det är det möjligt att sätta gränser för storleken på objektet som linses. Dessa gränser visar att dess maximalt möjliga storlek är mindre än de stjärnhopar vi tidigare har identifierat, vilket betyder att Earendel sannolikt är ett litet stjärnsystem med tre eller färre stjärnor. Det kan också vara en enda stjärna.

Även om Earendel är ett flerstjärnigt system, tenderar det mesta av massan av dessa system att hamna i en av stjärnorna. Under antagandet att det mesta av det de tittade på var en enda stjärna, drog forskarna slutsatsen dess egenskaper baserat på ljus som ursprungligen hade sänts ut i UV-området. De fann att Earendel kan vara allt från 40 till 500 gånger solens massa. Den har också bara cirka 10 procent av de tyngre grundämnen som finns i solen.

Mer exakta detaljer är inte möjliga för tillfället. Men forskarna indikerar att de kommer att använda Webb-teleskopet för att avgöra exakt vilken typ av stjärna det är.

Baserat på både den beräknade tidpunkten då Earendel existerade och närvaron av åtminstone några tyngre grundämnen, kan vi säga att det inte är en av universums första stjärnor. Men under lanseringen av Webb indikerade forskare att teleskopet kommer att kunna avbilda tidigare stjärnpopulationer om de också har tillräckligt med linser.

Vi kommer att höra mer om denna bildteknik inom en snar framtid.

Natur2022. DOI: 10.1038/s41586-022-04449-y (Om DOI).

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button
%d bloggers like this: