Uncategorized

Hubble ser den längsta stjärnan som någonsin setts

Forskningsboxens titel

NASA:s rymdteleskop Hubble har etablerat ett extraordinärt nytt riktmärke: att upptäcka ljuset från en stjärna som existerade inom de första miljarderna åren efter universums födelse i big bang – den längsta enskilda stjärnan som någonsin setts hittills.

Fyndet är ett stort steg längre tillbaka i tiden från tidigare enstjärnig rekordhållare; upptäcktes av Hubble 2018. Den stjärnan fanns när universum var cirka 4 miljarder år gammalt, eller 30 procent av sin nuvarande ålder, vid en tidpunkt som astronomer kallar “rödförskjutning 1,5”. Forskare använder ordet “rödförskjutning” för när universum expanderar sträcks ljus från avlägsna föremål ut eller “förskjuts” till längre, rödare våglängder när det färdas mot oss.

Den nyupptäckta stjärnan är så långt borta att dess ljus har tagit 12,9 miljarder år att nå jorden, och framstår för oss som det gjorde när universum bara var 7 procent av sin nuvarande ålder, vid rödförskjutning 6,2. De minsta objekt som tidigare setts på så långt avstånd är hopar av stjärnor, inbäddade i tidiga galaxer.

“Vi trodde nästan inte på det först, det var så mycket längre än den tidigare mest avlägsna stjärnan med störst rödförskjutning”, säger astronomen Brian Welch vid Johns Hopkins University i Baltimore, huvudförfattare till papper som beskriver upptäckten, som publiceras i tidskriften den 30 mars Natur. Upptäckten gjordes från data som samlades in under Hubbles RELIKER (Reionization Lensing Cluster Survey) program, ledd av medförfattaren Dan Coe vid Space Telescope Science Institute (STScI), också i Baltimore.

“Normalt på dessa avstånd ser hela galaxer ut som små fläckar, med ljuset från miljontals stjärnor som smälter samman”, sa Welch. “Galaxen som är värd för denna stjärna har förstorats och förvrängts av gravitationslinser till en lång halvmåne som vi kallade Sunrise Arc.”

Efter att ha studerat galaxen i detalj, bestämde Welch att ett särdrag är en extremt förstorad stjärna som han kallade Earendel, vilket betyder “morgonstjärna” på gammal engelska. Upptäckten lovar att öppna upp en okänd era av mycket tidig stjärnbildning.

“Earendel existerade så länge sedan att det kanske inte hade alla samma råmaterial som stjärnorna runt omkring oss idag”, förklarade Welch. “Att studera Earendel kommer att vara ett fönster in i en era av universum som vi inte är bekanta med, men som ledde till allt vi vet. Det är som att vi har läst en riktigt intressant bok, men vi började med det andra kapitlet, och nu vi kommer att ha en chans att se hur det hela började,” sa Welch.

När Stars Align

Forskargruppen uppskattar att Earendel är minst 50 gånger vår sols massa och miljontals gånger så ljusstark, och konkurrerar med de mest massiva stjärnorna som är kända. Men även en så lysande stjärna med mycket hög massa skulle vara omöjlig att se på så långt avstånd utan hjälp av naturlig förstoring av en enorm galaxhop, WHL0137-08, som sitter mellan oss och Earendel. Massan av galaxhopen förvränger rymdens väv och skapar ett kraftfullt naturligt förstoringsglas som förvränger och kraftigt förstärker ljuset från avlägsna objekt bakom det.

Tack vare den sällsynta anpassningen till den förstorande galaxhopen, dyker stjärnan Earendel upp direkt på, eller extremt nära, en krusning i rymdens väv. Denna krusning, som definieras inom optiken som en “frätande”, ger maximal förstoring och ljusning. Effekten är analog med den krusade ytan på en pool som skapar mönster av starkt ljus på botten av poolen en solig dag. Krusningarna på ytan fungerar som linser och fokuserar solljus till maximal ljusstyrka på poolens golv.

Denna frätande orsak får stjärnan Earendel att dyka upp från den allmänna glöden från sin hemgalax. Dess ljusstyrka förstoras tusen gånger eller mer. Vid denna tidpunkt kan astronomer inte avgöra om Earendel är en dubbelstjärna, även om de flesta massiva stjärnor har minst en mindre följeslagare.

Bekräftelse med Webb

Astronomer förväntar sig att Earendel kommer att förbli starkt förstorad under många år framöver. Det kommer att observeras av NASA:s rymdteleskop James Webb. Webbs höga känslighet för infrarött ljus behövs för att lära sig mer om Earendel, eftersom dess ljus sträcks (rödförskjuts) till längre infraröda våglängder på grund av universums expansion.

“Med Webb förväntar vi oss att bekräfta att Earendel verkligen är en stjärna, samt att mäta dess ljusstyrka och temperatur,” sa Coe. Dessa detaljer kommer att begränsa dess typ och skede i stjärnlivscykeln. “Vi förväntar oss också att upptäcka att Sunrise Arc-galaxen saknar tunga element som bildas i efterföljande generationer av stjärnor. Detta skulle tyda på att Earendel är en sällsynt, massiv metallfattig stjärna,” sa Coe.

Earendels komposition kommer att vara av stort intresse för astronomer, eftersom den bildades innan universum fylldes med de tunga grundämnen som producerats av successiva generationer av massiva stjärnor. Om uppföljande studier visar att Earendel bara består av urväte och helium, skulle det vara det första beviset för de legendariska Population III-stjärnorna, som antas vara de allra första stjärnorna som föddes efter big bang. Även om sannolikheten är liten, medger Welch att det ändå är lockande.

“Med Webb kan vi se stjärnor ännu längre än Earendel, vilket skulle vara otroligt spännande,” sa Welch. “Vi kommer att gå så långt tillbaka som vi kan. Jag skulle älska att se Webb slå Earendels distansrekord.”

Hubble Space Telescope är ett projekt för internationellt samarbete mellan NASA och ESA (European Space Agency). NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, sköter teleskopet. Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland, bedriver Hubble-vetenskapsverksamhet. STScI drivs för NASA av Association of Universities for Research in Astronomy i Washington, DC

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button
%d bloggers like this: