Przejdź do treści

Ikar, najodleglejsza jak dotąd odkryta samotna gwiazda

gwiazda Ikar

Ikar to ogromna, samotna, niebieska gwiazda, która leży najdalej spośród do tej pory obserwowanych. W zwykłych warunkach byłaby zbyt słaba, aby można było ją zaobserwować nawet przez największe teleskopy. Jednak dzięki zjawisku soczewkowania grawitacyjnego jej światło zostało znacznie wzmocnione, przez co astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a byli w stanie ją wskazać oraz ustalić nowy rekord odległości. Wykorzystali także Ikara do przetestowania teorii ciemnej materii oraz do badania charakterystyki gromady galaktyk pierwszego planu.

Gwiazda Ikar z odległej galaktyki spiralnej znajduje się tak daleko, że światło od niej potrzebuje dziewięciu miliardów lat, aby dotrzeć do Ziemi. Oznacza to, że widzimy ją w czasie, gdy Wszechświat miał jedną trzecią obecnego wieku. Odkrycie Ikara dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu zapoczątkowało nowy sposób, w jaki astronomowie mogą badać pojedyncze gwiazdy w odległych galaktykach. Obserwacje te dostarczają rzadkiego, szczegółowego spojrzenia na ewolucję gwiazd, szczególnie tych świecących najjaśniej.

Grawitacja z masywnej gromady galaktyk znajdującej się między nami a obserwowanym obiektem działa jak naturalna soczewka w kosmosie, zakrzywiając i wzmacniając jego blask. Czasami światło z jednego obiektu tła pojawia się jako kilka obrazów. Może ono być znacznie spotęgowane, co sprawia, że bardzo słabe i odległe obiekty stają się wystarczająco jasne, by je zobaczyć. W przypadku Ikara naturalne „szkło powiększające” wytworzane jest przez gromadę galaktyk o nazwie MACS J1149+2223. Znajduje się ona około pięciu miliardów lat świetlnych od Ziemi i leży dokładnie pomiędzy nami a galaktyką, która zawiera odległe gwiazdy. Dzięki połączeniu siły tej soczewki grawitacyjnej z wyjątkową rozdzielczością oraz czułością teleskopu Hubble’a astronomowie mogą zobaczyć i zbadać Ikara.

Astronomowie nazwali gwiazdę Ikar – ten bohater greckich mitów leciał zbyt blisko słońca na skrzydłach z piór i wosku, który stopił się od gorąca, a Ikar spadł i zginął (jej oficjalna nazwa to MACS J1149+2223 gwiazda soczewkowana 1). Podobnie jak mitologiczny Ikar, gwiazda tła miała tylko przelotny „moment sławy” – była widoczna z Ziemi tylko przez moment, gdy chwilowo osiągnęła 2000 razy bardziej wzmocnioną jasność. Modele sugerują, że ogromne rozjaśnienie wynikało prawdopodobnie z grawitacyjnego wzmocnienia blasku przez gwiazdę o masie naszego Słońca znajdującej się w galaktyce soczewkującej, gdy przeszła ona przed Ikarem. Światło gwiazdy jest zwykle wzmacniane około 600 razy ze względu na masę gromady soczewkującej.

Zespół wykorzystał teleskop Hubble’a do monitorowania supernowej w odległej galaktyce spiralnej w 2016 roku, gdy zauważył nowy świetlny punkt niedaleko od wzmocnionej supernowej. Z pozycji nowego źródła wywnioskowali, że musi on być znacznie bardziej wzmocniony niż supernowa. Gdy przeanalizowali barwy światła pochodzącego z tego obiektu, odkryli, że jest to niebieski nadolbrzym. Gwiazdy tego typu są znacznie większe, masywniejsze, gorętsze – i być może także setki tysięcy razy jaśniejsze niż Słońce. Jednak bez wzmocnienia soczewką nadal byłyby niewidoczne, nawet dla Hubble’a.

Skąd astronomowie wiedzieli, że Ikarus nie jest kolejną supernową? Źródło nie robi się coraz bardziej gorące. Nie eksploduje. Światło jest po prostu wzmocnione. Tego właśnie oczekujemy od soczewek grawitacyjnych – powiedział kierownik badań, Patrick Kelly z Uniwersytetu Minnesoty.

Wykrycie wzmocnienia pojedynczej gwiazdy tła stanowiło wyjątkową okazję do zbadania natury ciemnej materii w gromadzie. Ciemna materia jest niewidzialnym materiałem, który stanowi większość masy Wszechświata. Badając to, co unosi się w pierwszoplanowej gromadzie, naukowcy byli w stanie zweryfikować teorię, że ciemna materia może składać się głównie z ogromnej liczby pierwotnych czarnych dziur powstałych w czasie narodzin Wszechświata, o masie dziesiątki razy większych niż Słońce. Wyniki tego wyjątkowego testu nie potwierdzają wspomnianych hipotez, ponieważ fluktuacje światła od gwiazdy tła, monitorowane przez Hubble’a w ciągu 13 lat, wyglądałyby inaczej, gdyby istniał rój ingerujących czarnych dziur. 

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Więcej: Hubble Uncovers the Farthest Star Ever Seen

Źródło: hubblesite

Na zdjęciu: Ikar, oficjalnie nazwana MACS J1149 + 2223 Lensed Star 1, to najdalszą pojedyncza gwiazda, jaką kiedykolwiek widziano. Źródło: NASA, ESA oraz P. Kelly (Uniwersytet Minnesoty)

Reklama