Kако су изгледале звезде када је свемир био стар једва 900 милиона година? Па, колико год се чинило невероватним, на то питање већ имамо одговор.
Захваљујући свемирском телескопу Hubble (HST), тим истраживача на челу с Брајаном Велчом открио је звезду чијој је светлости требало 12,9 милијарди година да стигне до нас. Звезда, означена као WHL0137-LS, неформално је названа Еарендел и видимо је како је изгледала када је космос имао само 7% своје тренутне старости. Импресивно. Међутим, како је могуће да телескоп детектује појединачну звезду на таквој удаљености? Зар на тој даљини нису видљиве искључиво галаксије и њихова јата?
Еarandel, најудаљенија позната звезда, виђена као тачка унутар искривљене слике галаксије у којој се налази. (NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI), Alyssa Pagan (STScI).
И доиста, то је тачно. Али Hubble је искористио мали трик захваљујући искривљењу простор-времена које описује Општа теорија релативитета. Звездино светло је појачано гравитацијом огромног галактичког јата названог WHL0137-08 које се налази између нас и ње. Захваљујући овом ефекту гравитационог lensing-a у стању смо да видимо појединачну звезду. Галаксија у којој се налази Earendel, позната као WHL0137-zD1, први пут је опажена 2016. захваљујући искривљењу услед гравитације јата и програму RELICS (Reionization LensIng Cluster Survey ), да би потом 2019. била поново предмет пажње поменутог телескопа. Издужени облик ове искривљене слике довео је до тога да је галаксија WHL0137-zD1 добила надимак Sunrice Arc. Реч је о галаксији изобличеној издуженим гравитационим сочивом, која се протеже на 15 лучних секунди. Kластер WHL0137-08 један је од 41 које је проучавао програм RELICS користећи слике Hubble-ових камера ACS и WFC3.
Kонтекстна слика приказује галактичко јато WHL0137-08 и искривљену слику галаксије Sunrice Arc у којој се налази Earendel (NASA/ESA/STScI).
Али гравитациони lensing не увећава удаљене галаксије хомогено већ је, уз одговарајуће услове, способан да повећа објекте много мање од галаксије… попут појединачних звезда. Заправо, на слици на којој је Earendel откривен, могу такође да се виде две мрље које одговарају истом скупу звезда у галаксији у позадини. Нумерички модели примењени на њену слику омогућили су процену прецизног увећања које је она претрпела (процењује се од хиљаду и четрдесет хиљада).
Величина звезде се не може прецизно измерити – било би чудо када би се тако нешто могло постићи са толике даљине – иако је могуће израчунати да мора бити мања од 2,3 светлосне године. Ова се рачуница чини помало бескорисном, јер је очито да не постоје тако велике звезде, али нам помаже да будемо сигурни да смо суочени с једном звездом а не са кластером. Иако је, наравно, ништа не спречава да буде двострука или трострука звезда…
Слика кластера галаксија и Earendel на којој може да се види линија повећања јата (Welch et al.).
Из апсолутне магнитуде у ултраљубичастом, знамо да ова звездА мора да има више од 50 соларних маса, али не можемо много више. Могуће је да је њена маса десетине или стотине пута већа од масе наше звезде, иако се највероватније процењује између 50 и 100 соларних маса. С друге стране, чињеница да се њене карактеристике нису промениле у последње три и по године допушта да се искључи да је реч о пролазном феномену. Није било могуће проучити њен састав, иако је, када је настала у време док је свемир био врло млад, сигурно морала да садржи врло мало метала[1] (тј. била је састављена готово искључиво од водоника и хелијума). Међутим, чини се да због своје старости није члан прве генерације звезда, митске популације III.
Наравно, непотребно је рећи да је Earendel главни кандидат за нови James Web телескоп, који ће моћи да пружи податке о спектралном типу ове звезде (или одредити ради ли се о бинарном или вишеструком систему). Earendel уклања плавог суперџина Icarusa, откривеног 2018, као најудаљенију познату звезду. Icarus (MACS Ј1149), такође откривен помоћу гравитационих сочива, види се онакав какав је био када је свемир био стар четири милијарде година, па је разлика с Earendel више него значајна.
Та тачка је најудаљенија позната звезда (NASA/ESA/STScI).
ПС: Амерички сајтови су објавили да име Earendel долази од староенглеског Ēarendel, који се појављује у песми из десетог столећа нове ере, вероватно представљајући јутарњу звезду. Ова песма инспирисала је Џ.Р.Р. Толкина да створи лик Eärendila, полувилењачког навигатора који се појављује у Silmarillionu. Иако је Велчов тим био инспирисан Толкиновим радом да именује ову звезду, неки медији су побркали та два имена.
Међутим, ја сам на Wiktionary нашао да се ради о имену Auzi-wandilaz које има протогермански корен, и да се у првом елементу ради о истом корену од кога вуче латинска реч Aurora, док други елеменат има чак везе и са грчком речи planes (планета, wonderer, луталица).
Референце:
Welch et al., A highly magnified star at redshift 6.2, Nature volume 603, pages 815–818 (2022) https://doi.org/10.1038/s41586-022-04449-y
[1] Металичност звезда је феномен (један од) који треба да разуме свако ко се онако, а priori бави темом живота у галаксији и шире. Kада сам о томе први пут слушао на једном стручном предавању на Kоларцу, схватио сам да је учесталост могућег живота у космосу далеко, далеко компликованија од антропоцентричне статистике и здравог разула, једноставне логике и сличне бoраније. Далеко компликованија…
(Извор Атрономски магазин)
