Космический телескоп «Хаббл» побил еще один рекорд наблюдений: знаменитая обсерватория обнаружила самую далекую обычную звезду, когда-либо наблюдавшуюся, на поразительном расстоянии в 9 млрд световых лет от Земли, что означает, что свет от нее начал путь к нам не менее 9 миллиардов лет тому назад. Для сравнения, возраст Вселенной составляет примерно 13,8 млрд. лет.

Обычно звезды, расположенные очень далеко от нас, слишком сложно увидеть индивидуально — галактику или сверхновую наблюдать гораздо проще. Эта конкретная звезда классифицирована как обычная звезда, то есть она находится на главной последовательности и, как и Солнце, в ходе термоядерных реакций превращает водород в гелий. Когда звезда главной последовательности прекращает сжигать водород в своем ядре, она оставляет главную последовательность. Это приводит к ряду различных трансформаций для звезд. Обычно крупные звезды с главной последовательности взрываются как сверхновые, а более мелкие звезды коллапсируют в белых карликов. Но именно эта звезда далека от завершения своей жизни, поэтому увидеть ее на таком расстоянии просто невозможно — но нам повезло, благодаря одному редкому явлению.

Астрономы обнаружили звезду, названную Икаром, через гравитационное линзирование. Это явление заключается в том, что кластер галактик или другой массивный объект может изгибать свет от объектов позади него, делая тусклые объекты намного ярче с точки зрения наблюдателя на Земле. 

Обычно линзирование может увеличивать объекты до 50 раз, но астрономам в данном случае повезло: новообретенная звезда была увеличена более чем в 2000 раз, потому что она ненадолго оказалась на одной прямой с Хабблом и другой звездой, которая и сыграла роль линзы, говорят исследователи из Калифорнийского университета в Беркли в своем заявлении. Это редкое стечение обстоятельств позволит нам лучше понять, чем отличаются (и отличаются ли вообще) звезды от привычных нам на таких экстремально далеких от Земли расстояниях.



«Вы можете наблюдать на таких расстояниях отдельные галактики, но эта звезда по крайней мере в 100 раз дальше, чем любая другая непосредственно видимая звезда, за исключением взрывов сверхновых», — сказал в своем заявлении ведущий автор исследования Патрик Келли.

Звезда Икар, названная официально MACS J1149 Lensed Star 1 (LS1), была обнаружена, когда Келли следил за сверхновой SN Refsdal, которую он нашел в 2014 году. Сверхновая была обнаружена с использованием гравитационной линзы в созвездии Льва: линза была образована кластером галактик, известным как MACS J1149 + 2223.

«Впервые мы видим обычную звезду — не сверхновую, не гамма-всплеск, а самую обычную звезду — на расстоянии девяти миллиардов световых лет», — говорит соавтор исследования Алекс Филиппенко, астроном в Калифорнийском университете в Беркли. «Эти линзы — удивительные космические телескопы».



Команда Келли исследовала свет, исходящий от Икара, и обнаружила, что звезда является синим сверхгигантом. Она гораздо больше и массивнее, чем наше Солнце, и сияет в сотни тысяч раз ярче. Тем не менее, Икар находится так далеко, что астрономы никогда бы не заметили его без сильного линзирования. Келли подозревал, что эта звезда намного больше, чем сверхновая — и эта гипотеза позже подтвердилась моделированием.

«Моделируя эффект гравитационной линзы, они [астрономы] пришли к выводу, что кажущаяся невероятной яркость Икара, вероятно, была вызвана уникальным эффектом гравитационного линзирования», — говорится в заявлении представителей Калифорнийского университета в Беркли. «В то время как гравитационная линза, созданная кластером галактик, может увеличивать объект за ним до 50 раз, меньшие гравитационные линзы, созданные, например, звездами, могут увеличивать намного сильнее».

«Одна звезда на переднем плане, если она точно совпадает с фоновой звездой, может увеличить последнюю в тысячи раз», — добавили они. «В данном случае звезда с размерами нашего Солнца ненадолго проходила прямо через линию зрения между далекой звездой Икар и Хабблом, увеличивая ее яркость более чем в 2000 раз».



К счастью для астрономов, Икар отлично расположен для создания гравитационных линз. Когда звезды в кластере MACS J1149 + 2223 перемещаются, яркость Икара может увеличиваться до 10000 раз во время других моментов линзирования. Астрономы смогут наблюдать больше этих редких событий, так как уже знают, куда нужно смотреть.

Икар появился на изображениях с Хаббла, сделанных в период с апреля 2016 года по апрель 2017 года. На некоторых фотографиях видна вторая звезда, которая может быть либо зеркальным отражением Икара, либо еще одной гравитационно линзированной звездой.

«В окружающем нас космосе постоянно происходят различные гравитационные линзирования, которые помогают нам лучше понять раннюю Вселенную», — говорит Филиппенко в своем заявлении. «Для такого типа исследований природа предоставила нам лучший телескоп, чем мы можем построить сами».