حطم تلسكوب هابل الفضائي رقمًا قياسيًا آخر للرصد: لقد اكتشف المرصد الشهير أبعد نجم "عادي" تمت ملاحظته على الإطلاق ، على مسافة مذهلة تبلغ 9 مليارات سنة ضوئية من الأرض - مما يعني أن الضوء الذي يراه العلماء بدأ يسافر على الأقل 9 مليار سنة منذ. وبالمقارنة ، فإن عمر الكون يقارب 13.8 مليار سنة.
عادة ، النجوم البعيدة يصعب تكوينها بشكل فردي ؛ من الأسهل بكثير رؤية مجرة أو مستعر أعظم (انفجار نجم). قال باحثون في دراسة جديدة إن هذا النجم المعين - المصنف كنجم عادي ، أي نجم في التسلسل الرئيسي للتطور الذي يدمج الهيدروجين في الهيليوم - ظهر للضوء بفضل محاذاة نادرة. عندما يتوقف نجم التسلسل الرئيسي عن حرق الهيدروجين في قلبه ، فإنه يترك التسلسل الرئيسي. هذا يؤدي إلى مجموعة من النتائج المختلفة للنجوم. بشكل عام ، تنفجر النجوم الأكبر من التسلسل الرئيسي إلى سوبرنوفا ، بينما تنهار النجوم الأصغر إلى الأقزام البيضاء.
وجد الفلكيون النجم ، الملقب بإيكاروس ، من خلال عدسة الجاذبية. تشير هذه الظاهرة إلى كيف يمكن لكتلة مجرة ضخمة أو جسم آخر أن ينحني الضوء من الأجسام خلفه ، مما يجعل الأجسام الخافتة أكثر سطوعًا من منظور الأرض. [بالصور: عدسات كونية تكشف عن توسع الكون]
عادة ، يمكن لعملية العدسة هذه تكبير الأشياء بما يصل إلى 50 مرة ، لكن الفلكيين حالفهم الحظ هنا: تم تكبير النجم المكتشف حديثًا أكثر من 2000 مرة لأن النجم كان يمر لفترة قصيرة عبر خط البصر بين هابل وإيكاروس ، كما قال الباحثون في بيان من جامعة كاليفورنيا في بيركلي. وقال الفريق إن هذه اللمحة النادرة لنجم بعيد يمكن أن توفر نافذة على كيفية تطور النجوم بشكل عام ، وخاصة تلك المضيئة للغاية.
وقال باتريك كيلي كبير مؤلفي الدراسة في البيان "يمكنك أن ترى مجرات فردية هناك لكن هذا النجم يبعد 100 مرة على الأقل عن النجم الفردي التالي الذي يمكننا دراسته باستثناء انفجارات السوبرنوفا." كان كيلي باحثًا لما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي عندما عمل على البحث ولكنه حاليًا في هيئة التدريس في جامعة مينيسوتا.
ظهرت إيكاروس ، المعروفة رسميًا أكثر باسم MACS J1149 Lensed Star 1 (LS1) ، بينما كان كيلي يتابع مستعرًا أعظميًا يدعى SN Refsdal ، اكتشفه في عام 2014. تم اكتشاف المستعر الأعظم باستخدام عدسة جاذبية في كوكبة ليو ؛ تشكلت العدسة عن طريق مجرة تعرف باسم MACS J1149 + 2223.
"لأول مرة على الإطلاق ، نرى نجمًا عاديًا فرديًا - ليس مستعرًا أعظمًا ، وليس انفجارًا لأشعة غاما ، بل نجمًا مستقرًا واحدًا - على مسافة تسعة مليارات سنة ضوئية" ، أليكس فيليبنكو ، مؤلف مشارك في الدراسة وقال الفلكي في جامعة كاليفورنيا في بيركلي في نفس البيان. هذه العدسات تلسكوبات كونية مذهلة ".
قام فريق كيلي بفحص الألوان القادمة من ضوء إيكاروس ووجد أنه كان عملاقًا أزرق. هذا النوع من النجوم أكثر ضخامة وأكبر من شمسنا ، حيث يسطع أكثر من مئات الآلاف من المرات. ومع ذلك ، كان إيكاروس بعيدًا جدًا لدرجة أن علماء الفلك لم يروه أبدًا بدون عدسة قوية. اشتبه كيلي في أن النجم كان أكبر بكثير من المستعر الأعظم - وهي فرضية تم تأكيدها لاحقًا عن طريق النمذجة.
وقال ممثلو جامعة كاليفورنيا في بيركلي في البيان: "من خلال نمذجة العدسة ، استنتجوا [علماء الفلك] أن السطوع الظاهر الهائل لإيكاروس ربما يكون ناتجًا عن تأثير فريد لعدسة الجاذبية". "في حين أن العدسة الممتدة ، مثل مجموعة المجرات ، يمكنها فقط تكبير كائن في الخلفية حتى 50 مرة ، فإن الأجسام الأصغر يمكنها تكبيرها أكثر بكثير.
وأضافوا أن "النجمة الواحدة في العدسة الأمامية ، إذا تم محاذاة بدقة مع نجمة الخلفية ، يمكنها تكبير نجمة الخلفية آلاف المرات". "في هذه الحالة ، مر نجم بحجم حجم شمسنا لفترة وجيزة مباشرة عبر خط الرؤية بين النجم البعيد إيكاروس وهابل ، مما زاد سطوعه أكثر من 2000 مرة."
لحسن الحظ بالنسبة لعلماء الفلك ، فإن إيكاروس في وضع جيد لمزيد من هذه المحاذاة. مع تحرك النجوم في المجموعة MACS J1149 + 2223 ، يمكن زيادة سطوع إيكاروس بما يصل إلى 10000 مرة خلال أحداث العدسة الأخرى. وأضاف الفريق أن الفلكيين قد يتمكنون من التقاط المزيد من هذه الأحداث النادرة بشكل عام إذا بحثوا في الموقع الصحيح.
"هناك محاذاة مثل هذه في كل مكان حيث تتحرك النجوم الخلفية أو النجوم في المجرات العدسة حولها ، مما يوفر إمكانية دراسة النجوم البعيدة جدًا التي يرجع تاريخها إلى بداية الكون ، تمامًا مثلما كنا نستخدم العدسات الجاذبية لدراسة المجرات البعيدة" ، Filippenko قال في البيان. "لهذا النوع من الأبحاث ، زودتنا الطبيعة بمقراب أكبر مما يمكننا صنعه."
ظهر إيكاروس في صور هابل التي تم التقاطها بين أبريل 2016 وأبريل 2017. ظهر نجم ثان في بعض الملاحظات التي يمكن أن تكون إما صورة مرآة لإيكاروس أو نجمة أخرى يجري النظر إليها بجاذبية.
قام علماء الفلك أيضًا باستكشاف المادة المظلمة - وهي مادة غير مفهومة قليلاً تشكل معظم الكون - مع ملاحظات إيكاروس. على عكس ما ذكرته بعض النظريات السابقة ، تشير الملاحظات الجديدة إلى أن المادة المظلمة لا تتكون من ثقوب سوداء بدائية داخل عناقيد المجرات.
تم تفصيل العمل الجديد اليوم (2 أبريل) في مجلة Nature Astronomy.
