Самая далекая звезда: Эарендель: самая дальняя звезда | Euronews

Самая далекая звезда: открытие, характеристики, расстояние

Представляя себе далекие звезды, мы обычно думаем о расстояниях в десятки, сотни или тысячи световых лет. Все эти светила принадлежат к нашей Галактике – Млечному Пути. Современные телескопы способны разрешить звезды в ближайших галактиках – расстояние до них может достигать десятков миллионов световых лет. Но насколько далеко простираются возможности наблюдательной техники, особенно когда ей помогает природа? Недавнее удивительное открытие Икара – самой далекой звезды во Вселенной из числа известных на сегодняшний день – свидетельствует о возможности наблюдения чрезвычайно удаленных космических феноменов.

Помощь природы

Существует явление, благодаря которому астрономам может быть доступно наблюдение наиболее дальних объектов Вселенной. Называется оно гравитационным линзированием, является одним из следствий общей теории относительности и связано с отклонением светового луча в поле гравитации.

Эффект линзирования заключается в том, что если между наблюдателем и источником света на луче зрения располагается какой-либо массивный объект, то световые лучи, искривляясь в его гравитационном поле, создают искаженное или множественное изображение источника. Строго говоря, лучи отклоняются в поле тяготения любого тела, но наиболее заметный эффект дают, конечно, самые массивные образования во Вселенной – скопления галактик.

В случаях, когда в качестве линзы выступает малое космическое тело, например одиночная звезда, визуальное искажение источника практически невозможно зафиксировать, но яркость его может существенно возрасти. Такое событие называют микролинзированием. В истории открытия самой далекой от Земли звезды сыграли роль оба типа гравитационного линзирования.

Как произошло открытие

Обнаружению Икара способствовала счастливая случайность. Астрономы вели наблюдение одного из удаленных скоплений галактик MACS J1149.5+2223, находящегося приблизительно в пяти миллиардах световых лет от нас. Оно интересно как гравитационная линза, благодаря особой конфигурации которой световые лучи искривляются по-разному и проходят в итоге разные расстояния до наблюдателя. Вследствие этого отдельные элементы линзированного изображения источника света должны запаздывать.

В 2015 году астрономы ждали предсказанной в рамках данного эффекта повторной вспышки сверхновой Рефсдаль в очень далекой галактике, свет от которой достигает Земли за 9,34 миллиарда лет. Ожидаемое событие действительно произошло. Но на снимках 2016-2017 годов, полученных телескопом «Хаббл», помимо сверхновой, обнаружилось еще кое-что, не менее интересное, а именно изображение звезды, принадлежащей к той же удаленной галактике. По характеру блеска определили, что это – не сверхновая, не гамма-всплеск, а обычная звезда.

Увидеть отдельное светило на таком огромном расстоянии стало возможно благодаря событию микролинзирования в самой галактике. Случайным образом перед звездой прошел объект – скорее всего, другая звезда – с массой порядка солнечной. Сам он, конечно, остался невидимым, но его поле гравитации усилило блеск источника света. В сочетании с линзирующим эффектом кластера MACS J1149.5+2223 это явление дало усиление яркости самой далекой видимой звезды в 2000 раз!

Звезда по имени Икар

Новооткрытому светилу было присвоено официальное наименование MACS J1149. 5+2223 LS1 (Lensed Star 1) и собственное имя – Икар. Предыдущий рекордсмен, носивший гордый титул самой далекой звезды, которую удалось наблюдать, расположен в сто раз ближе.

Икар чрезвычайно ярок и горяч. Это голубой сверхгигант спектрального класса В. Астрономам удалось определить основные характеристики звезды, такие как:

  • масса – не менее 33 масс Солнца;
  • светимость – превышает солнечную приблизительно в 850 000 раз;
  • температура – от 11 до 14 тысяч кельвин;
  • металличность (содержание химических элементов тяжелее гелия) – около 0,006 солнечной.

Судьба самой далекой звезды

Событие микролинзирования, позволившее увидеть Икар, произошло, как мы уже знаем, 9,34 миллиарда лет назад. Возраст Вселенной составлял тогда всего около 4,4 миллиарда лет. Снимок этой звезды – своего рода мелкомасштабный стоп-кадр той давней эпохи.

За время, в течение которого свет, испущенный 9 с лишним миллиардов лет назад, преодолел расстояние до Земли, космологическое расширение Вселенной отодвинуло галактику, в которой жила самая далекая звезда, до расстояния в 14,4 миллиарда световых лет.

Сам же Икар, согласно современным представлениям об эволюции звезд, давно прекратил существование, ведь чем массивнее звезда, тем короче должно быть время ее жизни. Не исключено, что часть вещества Икара послужила строительным материалом для новых светил и, вполне возможно, их планет.

Увидим ли мы его снова

Несмотря на то что случайный акт микролинзирования – очень кратковременное событие, ученые имеют шанс увидеть Икара снова, и даже с большей яркостью, поскольку в крупном линзирующем скоплении MACS J1149.5+2223 множество звезд должно находиться вблизи луча зрения Икар – Земля, и пересечь этот луч может любая из них. Разумеется, есть вероятность увидеть таким же образом и другие удаленные звезды.

А может быть, когда-нибудь астрономам повезет зафиксировать грандиозный взрыв – вспышку сверхновой, которой завершила свою жизнь самая далекая звезда.

Эарендель – самая далекая звезда, обнаруженная на сегодняшний день, но насколько далеко мы можем заглянуть?

Космический телескоп Хаббл наблюдал за самой далекой из когда-либо виденных звезд — Эарендель, что означает утренняя звезда. Несмотря на то, что Эарендель в 50 раз больше массы Солнца и в миллионы раз ярче, мы не можем ее увидеть из-за большого скопления галактик перед ней, чья гравитация искривляет свет от звезды, делая его ярче и сфокусированнее, создавая, по сути, линзу.

Астрономы заглядывают в далекое прошлое, когда мы смотрим на далекие объекты. Свет распространяется с постоянной скоростью (3×10⁸ метров в секунду), поэтому чем дальше находится объект, тем больше времени требуется свету, чтобы достичь нас. К тому времени, как свет от очень далеких звезд достигает нас, свету, на который мы смотрим, может быть миллиарды лет. Итак, мы смотрим на события, которые произошли в прошлом.

Фото: https://news.uaportal.com/

Когда мы наблюдаем свет звезды, мы смотрим на свет, излученный звездой 12,9 миллиарда лет назад, — мы называем это временем ретроспективного взгляда. Это всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва. Но поскольку Вселенная также быстро расширялась за то время, пока этот свет достиг нас, Эарендель теперь находится на расстоянии 28 миллиардов световых лет от нас.

Теперь, когда преемник Хаббла, космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), находится на месте, он может обнаружить даже более ранние звезды, хотя может быть не так много таких, которые хорошо выровнены, чтобы сформировать «гравитационную линзу», чтобы мы могли ее видеть. Чтобы заглянуть в прошлое, объекты должны быть очень яркими. А самые далекие объекты, которые мы видели, — это самые массивные и самые яркие галактики. Самые яркие галактики — это те, в которых есть квазары — светящиеся объекты, которые, как считается, питаются сверхмассивными черными дырами.

До 1998 года самые дальние обнаруженные галактики квазаров имели период ретроспективного анализа около 12,6 миллиарда лет. Улучшенное разрешение космического телескопа Хаббл увеличило время ретроспективного анализа до 13,4 миллиарда лет, а с помощью JWST мы ожидаем улучшить его, возможно, до 13,55 миллиарда лет для галактик и звезд.

Звезды начали формироваться через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, во время, которое мы называем космическим рассветом. Мы хотели бы иметь возможность увидеть звезды на космическом рассвете, так как это могло бы подтвердить наши теории о том, как образовались Вселенная и галактики. Тем не менее, исследования показывают, что мы, возможно, никогда не сможем увидеть самые отдаленные объекты с помощью телескопов настолько подробно, насколько нам хочется, — Вселенная может иметь фундаментальный предел разрешения.

Одна из основных целей JWST — узнать, как выглядела ранняя Вселенная и когда образовались ранние звезды и галактики, которые, как считается, произошли между 100 и 250 миллионами лет после Большого взрыва. И, к счастью, мы можем получить намеки на это, заглянув еще дальше, чем Хаббл или JWST.

Мы можем видеть свет 13,8 миллиардов лет назад, хотя это и не звездный свет — тогда звезд не было. Самый дальний свет, который мы можем видеть, — это космический микроволновый фон (CMB), который представляет собой свет, оставшийся от Большого взрыва, сформировавшийся всего через 380 000 лет после нашего космического рождения.

Фото: https://naked-science.ru/

Вселенная до образования реликтового излучения содержала заряженные частицы положительных протонов (которые теперь составляют атомное ядро ​​вместе с нейтронами), отрицательных электронов и света. Свет рассеивался заряженными частицами, превращая Вселенную в туманный суп. По мере расширения Вселенная охлаждалась до тех пор, пока в конце концов электроны не объединились с протонами, чтобы сформировать атомы.

В отличие от супа из частиц, у атомов не было заряда, поэтому свет больше не рассеивался и мог двигаться через Вселенную по прямой линии. Этот свет продолжал путешествовать по Вселенной, пока не достиг нас сегодня. Длина волны света становилась длиннее по мере расширения Вселенной, и в настоящее время мы видим его в виде микроволн. Этот свет представляет собой реликтовое излучение, и его можно увидеть равномерно во всех точках неба. Реликтовое излучение повсюду во Вселенной.

Свет реликтового излучения — самый далекий из всех, что мы когда-либо видели, и мы не можем видеть свет более ранних времен, потому что этот свет был рассеянным, а Вселенная была непрозрачной. Однако есть вероятность, что однажды мы сможем увидеть даже за пределами реликтового излучения. Для этого мы не можем использовать свет — нам нужно будет использовать гравитационные волны. Это рябь в самой ткани пространства-времени. Если они образовались в тумане очень ранней Вселенной, то они потенциально могут достичь нас сегодня.

В 2015 году с помощью детектора LIGO были обнаружены гравитационные волны от слияния двух черных дыр. Возможно, космический детектор гравитационных волн следующего поколения, такой как телескоп ESA Lisa, который должен быть запущен в 2037 году, сможет заглянуть в очень раннюю Вселенную до того, как 13,8 миллиарда лет назад сформировалось реликтовое излучение.

Автор: Кэролайн Деверо, старший преподаватель астрофизики, Хартфордширский университет

Добавить комментарий

Необходимо включить JavaScript, чтобы функции работали правильно

* Обязательные поля

Сообщать мне о новых комментариях по электронной почте

Запомнить мои ответы для этой формы на этом компьютере

Телескоп Хаббл

обнаружил самую далекую звезду, когда-либо обнаруженную в космическом пространстве | Умные новости

Космический телескоп Хаббла обнаружил Эаренделя после того, как нацелился на увеличенную полосу света, усиленную соседней галактикой.
НАСА/ЕКА/Брайан Уэлч (JHU)/Дэн Коу (STScI)/Питер Лаурсен (DAWN)

Космический телескоп НАСА «Хаббл» обнаружил самую далекую одиночную звезду, когда-либо обнаруженную в космическом пространстве.

Свет от звезды, получившей название Эарендель от англосаксонского слова, означающего восходящий свет или утреннюю звезду, занял 12,9миллиардов световых лет, чтобы достичь Земли, и сформировалась примерно через 900 миллионов лет после Большого взрыва. Эарендель на 8,2 миллиарда лет старше Земли и Солнца и на 12,1 миллиарда лет старше, чем когда на планете появились первые животные, сообщает Рафи Летцтер для Verge . Эарендель был описан в статье, опубликованной на этой неделе в Nature . Исследование проливает свет на самые молодые звезды, сияющие в космосе.

«Когда излучался свет, который мы видим из Эаренделя, Вселенной было меньше миллиарда лет», — говорит в своем заявлении автор исследования Виктория Стрейт, астроном из Центра космического рассвета в Дании. «В то время она находилась на расстоянии 4 миллиардов световых лет от прото-Млечного Пути, но за почти 13 миллиардов лет, которые потребовались свету, чтобы добраться до нас, Вселенная расширилась так, что теперь она составляет ошеломляющие 28 миллиардов световых лет. лет».

Астрономы подозревают, что Эарендель даже старше Икара, предыдущего рекордсмена, обнаруженного Хабблом в 2018 году. Икар появился в космосе 9,5 миллиардов лет назад, сообщает Джейк Паркс для Astronomy .

Официально известная как WHL0137-LS, Эарендель была обнаружена случайно, когда скопление галактик выровнялось с древней звездой и было увеличено за счет явления, называемого гравитационным линзированием, поясняется в заявлении. Гравитационное линзирование может увеличивать удаленные объекты, когда их свет изгибается и проходит вдоль гравитационной кривизны массивного объекта, такого как галактика или скопление галактик, сообщает Мишель Старр для 9.0005 Научная тревога .

Когда свет от удаленного объекта преломляется, удаленный объект кажется искаженным или размытым, но он также дублируется и увеличивается. Обнаружив свет, астрономы могут точно определить, где находится увеличенный объект. Согласно Science Alert , при наблюдении за объектами из ранней Вселенной или космического рассвета пятна обнаруженного света обычно представляют собой галактики. Телескоп Хаббл обнаружил Эаренделя после того, как навел его на увеличенную полосу света, усиленную соседней галактикой.

Внутри галактики автор исследования Брайан Уэлч, астрофизик из Университета Джона Хопкинса, обнаружил первозданную звезду, расположенную на вершине критической кривой линзирования или там, где увеличение является наиболее интенсивным, сообщает Science Alert . Перед тем, как добраться до Хаббла, звезда около критической точки была увеличена от 1000 до 40 000 раз. Галактика была названа Дугой Восхода солнца из-за эффекта гравитационного линзирования, из-за которого она выглядела как длинный полумесяц, Verge сообщает.

Астрономы изучали Эарендель в течение 3,5 лет, используя различные модели , чтобы подтвердить, что звезда была реальной, а не случайным эффектом от другого источника света. Астрономы обнаружили, что массивная звезда в миллионы раз ярче Солнца, сообщает Чарльз К. Чой для Space.com . Хотя Эарендель был обнаружен недавно, массивная звезда давно исчезла и, скорее всего, погибла в огненном взрыве 13 миллиардов лет назад, сообщает Astronomy  .

«Учитывая его массу, он почти наверняка не дожил до наших дней, так как более массивные звезды имеют тенденцию сжигать свое топливо быстрее и, таким образом, взрываться или схлопываться в черные дыры раньше», — говорит Уэлч  Space.com . «Самые старые из известных звезд образовались в то же время, но они гораздо менее массивны, поэтому продолжают светить до сегодняшнего дня».

Детали, такие как точная яркость, масса, температура и тип звезды, остаются неопределенными, сообщает Space.com . Согласно утверждению, Эарендель может быть двойной звездной системой, а не одиночной звездой, по оценкам, от 50 до 500 солнечных масс.

Однако ученые планируют продолжить наблюдения за Эаренделем с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) для анализа инфракрасного света звезды. Более совершенная оптика JWST может точно определить, является ли Эарендель одиночной звездой или скоплением звездных систем, сообщает Verge .

«С Джеймсом Уэббом мы сможем подтвердить, что Эарендель действительно всего лишь одна звезда, и в то же время количественно определить, к какому типу относится эта звезда», — автор исследования Суне Тофт, астрофизик из Института Нильса Бора «Космический рассвет». Центр», — говорится в сообщении. «Уэбб даже позволит нам измерить его химический состав. Потенциально Эарендель может быть первым известным примером раннего поколения звезд во Вселенной».

Рекомендуемые видео

JWST запечатлел самую далекую из когда-либо виденных звезд с невероятной детализацией

Астрономы использовали космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы получить самое подробное изображение Эаренделя, самой далекой звезды, которую мы когда-либо видели

Пространство

2 августа 2022 г.

Лия Крейн

Эарендель (см. стрелку)

Coe, Welch, Larson et al.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) сделал новое изображение самой далекой отдельной звезды, когда-либо наблюдаемой на расстоянии почти 28 миллиардов световых лет. На таких огромных расстояниях мы обычно можем разглядеть только целые галактики, но счастливое совпадение позволило исследователям обнаружить эту звезду под названием Эарендель с помощью космического телескопа Хаббла, а затем 30 июля снова наблюдать ее с помощью JWST.

Эарендель — что означает «утренняя звезда» или «восходящий свет» — находится в галактике, называемой Аркой Восхода. Он назван так потому, что его свет вытянулся в длинную кривую под действием гравитации скопления галактик, расположенного ближе к Земле, в процессе, называемом гравитационным линзированием. Этот процесс также увеличил галактику более чем в 1000 раз, что позволило астрономам подтвердить с помощью JWST, что Эарендель является отдельной звездой, а не скоплением сотен.

Читать далее:

JWST обнаружил странную далекую галактику, в которой почти нет тяжелых элементов

Реклама

Мы можем видеть Эарендель, потому что он идеально выровнен со скоплением галактик, чтобы обеспечить максимально возможное увеличение. «Это действительно удачное совпадение», — говорит Дэн Коу из Научного института космического телескопа в Мэриленде, участник группы, проводившей новые измерения. «Никто никогда не видел столь сильно увеличенную звезду, не говоря уже о галактике». Эарендель находится более чем на 10 миллиардов световых лет дальше, чем следующая самая дальняя звезда, которую видели астрономы.

Поскольку свету требуется время для путешествия, сейчас мы наблюдаем Эарендель таким, каким он был примерно через 900 миллионов лет после Большого взрыва. Ожидается, что звезды в ранней Вселенной будут иметь химический состав, отличный от современных звезд, потому что более тяжелые элементы со временем образовались в сверхновых — тогда произошло недостаточное количество сверхновых, чтобы обогатить пространство элементами, которые так распространены сейчас.