Hubble şimdiye kadar keşfedilen en uzak yıldızı ortaya çıkardı

Gökbilimcilerin gördüğü en uzak yıldız – ya da belki bir çift yıldız – Hubble Teleskobu ve devasa bir gökada kümesi sayesinde yeni ortaya çıkarıldı. Dünya’dan uzakta, evren, galaksi kümesinin büyük bir kısmı etrafında kıvrılarak, bir büyüteçteki kavisli merceğe çok benzer şekilde, uzay-zamanda bir yerçekimi merceği yaratır. Bir büyüteç gibi, küçük ve gizli bir şeyi ortaya çıkardı: erken evrenden bir yıldız sistemi.

Uzak yıldız sistemi resmi adı WHL0137-LS’dir, ancak onu bulan gökbilimciler, Eski İngilizce “sabah yıldızı” veya “yükselen ışık” kelimesinden “Earendel” adını verdiler.

Yazarlara göre, bugün gördüğümüz şekliyle Earendel sistemi Big Bang’den sadece 900 milyon yıl sonra parlıyordu. Dergide yeni kağıt Doğa keşfi anlatıyor. Işığın Hubble görüntü sensöründe küçük bir foton lekesi olarak görünmesi için şanslı bir yerçekimi hilesiyle güçlendirilen Hubble Uzay Teleskobu’na ulaşmasından önce 12,8 milyar yıl geçti. Earndel, Güneş ve Dünya’dan 8,2 milyar yıl, gezegenimizdeki ilk hayvanlardan ise 12,1 milyar yıl daha yaşlıdır.

Eski yıldızların standartlarına göre bile, Earndel öne çıkıyor: gökbilimciler, 9,4 milyar yıl önce – yeni rekor sahibinden 3.4 milyar yıl daha yakın zamanda ortaya çıktığı gibi, Icarus lakaplı önceki rekor sahibine dikkat çekiyor. Genellikle en parlak olan ve uzay-zamanın kütleselliği boyunca tek tek nesneler için en kolay gözlemlenen bilinen en eski süpernovalar bile Earndel’den daha küçüktür.

Yerçekimi merceğinden görmek

Ana Earndale gökadası, gün doğumu yayı, adını bu keşfi mümkün kılan yerçekimsel ters çevirme etkisinden alır.

Johns Hopkins Üniversitesi’nde astronom ve başyazarı Brian Welch Doğa kağıt.

dedi Welch kenar Aynı yerçekimi merceğini incelerken Earndel’e rastladı.

Büyüteç mercekleri gibi yerçekimi mercekleri, görüntüleri çarpıtma ve çarpıtma eğilimindedir ve daha yüksek ve daha düşük büyütme alanlarına sahiptir. Evde bir büyüteç varsa, bu muhtemelen en iyi büyütme olacaktır. Basit bir dairenin ortasında. Yerçekimi lenslerinin kullanımı daha zordur.

Bir yerçekimi merceğinde, büyütmenin en yoğun olduğu “kritik eğri” adı verilen bir çizgi vardır. Objektiften görülen nesneler kritik eğri boyunca yansıtılır ve birden çok kez görünür. Dünya’ya bakış açımızdan eğri çizgisine ne kadar yakınlarsa, o kadar güçlenirler.

Bilim: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Koe (STScI); Görüntü işleme: NASA, ESA ve Alyssa Pagan (STScI)

Welch, “Gündoğumu yayının büyütmesini ölçmek amacıyla bir gökada kümesi için bir mercek efektleri modeli oluşturuyordum” dedi. “Modeller, yay üzerindeki bu parlak noktanın son derece yüksek bir büyütme oranına sahip olması gerektiğini tahmin ediyor.”

Welch, bu parlak noktanın kritik eğri ile yakından uyumlu bir şey olduğunu fark etti – o kadar yakın ve o kadar küçük ki, Hubble’ın keskin gözü, çizgi boyunca tek bir vuruş olarak yansıyan çift görüntüsünü çözmeyi başardı. Kritik eğriye bu yakınlık, aynı zamanda, her ne ise, Hubble’a ulaşmadan önce 1.000 ila 40.000 kez büyütülmüş olduğu anlamına gelir. Hubble teleskobuna göründüğü kadar küçük ve soluk, aslında çok daha küçüktü – Gündoğumu Yay Gökadası ölçeğinde küçük.

Welch, “Ne kadar araştırırsam, kaynağın tek bir yıldızdan (veya ikili sistemden) başka bir şey olamayacak kadar küçük olduğunu o kadar çok keşfettim” dedi.

eski evren

Welch ve ortak yazarlardan oluşan büyük bir uluslararası ekip, ışığın geçici bir etkisini değil, gerçek bir şey gördüklerini doğrulamak için çeşitli Hubble gözlemleriyle Earndale’i üç buçuk yıl boyunca inceledi.

Welch, bu eski yıldızlar bize evrenin tarihini öğretebilecekleri için zaman ve çabaya değdiğini söyledi.

Welch, “Uzaktaki nesnelerle, evrenin geçmişini ve evrenin bugün olduğundan çok farklı göründüğü bir zamana kadar görüyoruz” dedi. “Bu erken dönemde galaksilerin farklı göründüğünü biliyoruz ve daha önce gelen nispeten az sayıda yıldız nesli olduğunu biliyoruz.”

Yıldızlar, hidrojen ve helyum gibi daha hafif atomların nükleer füzyon yoluyla karbon, oksijen ve hatta demir gibi daha ağır maddeler oluşturmak üzere bir araya gelmesiyle oluşan evrenimizdeki ağır elementlerin fabrikalarıdır. Welch, Earndel’in, evrenimizin tarihinin bu erken noktasında, sisteminde helyumdan daha ağır çok az malzemeye sahip olabileceğini söyledi.

Welch, “Bu mercekli yıldızı ayrıntılı olarak incelemek, bize bu ilk günlerde yıldızların nasıl göründüğüne ve yakın evrendeki yıldızlardan nasıl farklı olduklarına dair yeni bir pencere açıyor.” Dedi.

Aralık 2021’de fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu (JWST), şu anda bilimsel operasyonlara hazırlanıyor. Makalede yazarlar, Hubble’ınkinden daha görünür olan optiklerinin, Earendel’in bir grup yıldız sisteminden ziyade tek bir yıldız sistemi olduğu sonucunu doğrulayabilmesi gerektiğini yazıyorlar. Ayrıca Earendel’in tek bir yıldız mı yoksa ikili bir sistem mi olduğunu öğrenmeyi ve diğer özelliklerin yanı sıra yıldızın sıcaklığı ve kütlesi hakkında daha fazla bilgi edinmeyi umuyorlar.

JWST, gökbilimcilerin lansmanı tahmin etmek için harcadıkları yıllarda çok uzun süre büyüyen bir bilim dilek listesi üzerinde çalışmakla meşgul olacak. olarak kenar Daha önce de belirtildiği. Bu, tarihin şafağında parlayan Erandel gibi yıldız sistemleri de dahil olmak üzere, eski evren kadar ötegezegenlerin çalışmasını da içerecektir.

Güncelleme 12:07 ET: Bu makale, Erandel ve Sunrise Arch’ın ek bir görüntüsüyle güncellendi.