Umístění nejstarší a nejvzdálenější známé hvězdy pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu

Světlo hvězd, zářící hvězdo, jak daleko noc vypadá.

Astronomové ve středu oznámili objev nejvzdálenější a nejstarší hvězdy, jaká kdy byla spatřena, světelného bodu, který se zjasnil před 12,9 miliardami let, neboli jen 900 milionů let po velkém třesku, který dal vzniknout vesmíru.

To znamená, že světlo z hvězdy urazilo 12,9 miliardy světelných let, než dosáhlo Země.

Výsledek byl součástí snahy o použití Hubbleův vesmírný dalekohled Chcete-li hledat některé z nejstarších a nejvzdálenějších galaxií ve vesmíru. Šťastnou shodou okolností byli astronomové schopni v jedné z těchto galaxií rozeznat jediný hvězdný systém.

řekl Brian Welch, postgraduální student na Johns Hopkins University v Baltimoru a autor knihy Výzkumný článek publikovaný ve středu v časopise Nature popisuje objev.

Vzdálené objekty jsou obvykle příliš tmavé, než aby je bylo možné vidět. Ale Einsteinova obecná teorie relativity, který popisuje, jak gravitace ohýbá prostor, nabízí užitečné řešení. Blízká masivní kupa galaxií může fungovat jako čočka k zesílení světla z hvězd a vzdálených galaxií za nimi.

Průzkum pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu zkoumal 41 galaktických kup. „Když se podíváte na skupinu opravdu masivních kup galaxií, je velká šance, že za nimi najdete nějaké velmi masivní objekty,“ řekl pan Welch.

Pan Welch řekl, že kupa galaxií obvykle zvětšuje jas objektu za ní až 10krát.

Světlo však není zvětšeno rovnoměrně. Vlnky v časoprostoru mohou vytvářet světelné body, jako jsou vlnky na hladině bazénu, které vytvářejí vzory světelných bodů na dně bazénu. Při zkoumání vzdálené, zvětšené galaxie astronomové zjistili, že bod světla je zarovnán s jedním z vlnění a jeho svítivost byla tisíckrát nebo vícekrát zesílena.

„Galaxie je v tomto dlouhém oblouku ve tvaru půlměsíce trochu roztažená,“ řekl pan Welch. „A pak je hvězda jen jednou součástí toho.“

Jak se vesmír rozpíná, vzdálené objekty se pohybují rychleji. To posouvá frekvenci světla směrem k delším vlnovým délkám. Hvězda, kterou zahlédl pan Welch a jeho kolegové, má to, co astronomové nazývají rudý posuv 6,2, což je výrazně nad dosavadním rekordem pro nejvzdálenější jednotlivou hvězdu. Tato hvězda, která byla hlášena v roce 2018, měla červený posun 1,5, což odpovídá době, kdy byl vesmír starý asi čtyři miliardy let.

Vědci nazvali novou hvězdu Earendel – ve staré angličtině „jitřenka“. Pokud se jedná o jedinou hvězdu, astronomové odhadují, že jde o hmotnou hvězdu – asi 50krát větší než hmotnost našeho Slunce. Může to být také dvou a více hvězdicový systém.

Zarovnání Earendel a skupina galaxií budou trvat roky, takže Earendel bude jedním z cílů během prvního roku pozorování nově vypuštěné skupiny. Vesmírný dalekohled Jamese Webbakterý má větší zrcadlo než HST a sbírá světlo na delších infračervených vlnových délkách.

Webbova pozorování budou schopna měřit jas napříč spektrem vlnových délek. To pomůže astronomům určit teplotu hvězdy. „Opravdu potřebujeme toto spektrum, abychom mohli s jistou jistotou říci, že jde o hvězdu ve srovnání s něčím jiným,“ řekl pan Welch.

Pan Welch řekl, že později by podrobnější pozorování Webba mohla určit Earendelovo složení. Velký třesk produkoval pouze nejlehčí prvky, jako je vodík a helium. Očekává se tak, že první hvězdy budou obsahovat nižší koncentrace těžších prvků, které vznikají fúzními reakcemi uvnitř hvězd a při explozích umírajících hvězd. Současná hypotéza je, že s menším počtem těžších prvků by první hvězdy měly být velké a jasné.

„Vypadá to velmi horké a velmi masivní,“ řekl o Earndale Stephen Finkelstein, astronom z Texaské univerzity v Austinu, který se na výzkumu nepodílel.

K prokázání stavu největších hvězd v raném vesmíru by však tato hvězda sama o sobě nestačila. „Ale rozhodně to podporuje,“ řekl Dr. Finkelstein. „Pokud začnete tvořit velké množství a mnoho z nich se zdá být velmi hmotných, důkazy budou stále silnější a silnější, že masivnější hvězdy jsou ve vzdáleném vesmíru normou.“

Teleskop Webb by měl být také schopen najít vzdálené zvětšující hvězdy, jako je Earendel, ačkoli počet náhodně seřazených hvězd s gravitační čočkou zůstává neviditelný. Může být dokonce schopen identifikovat některé hvězdy s červeným posunem mezi 10 a 20, což odpovídá období mezi 100 miliony a 500 miliony let po velkém třesku.

„To je právě v tom okně, když si myslíme, že se tvoří první hvězdy,“ řekl Dr. Finkelstein.