Обнаружена самая далекая звезда во Вселенной
Наблюдая за далеким массивным скоплением галактик, ученые случайно заметили звезду, находящуюся почти в два раза дальше — на расстоянии в 9 миллиардов световых лет от нас. Это самая далекая звезда, которую когда-либо обнаруживали астрономы. Группа галактик оказалась своего рода «увеличивающим стеклом», сквозь которое стало видно далекую гигантскую звезду. Об открытии рассказывает исследование, опубликованное в журнале Nature.
Отдельные далекие звезды светят довольно тускло, поэтому найти их крайне сложно. Существующие технологии наблюдения за далеким космосом обычно позволяют обнаружить скопления галактик (в них могут находиться до 10 миллиардов звезд). Однако в этот раз благодаря эффекту гравитационного линзирования астрономы смогли открыть новую звезду на расстоянии девять миллиардов световых лет. Звезду назвали Икар, в честь героя древнегреческой мифологии, который поднялся в небо дальше, чем любой из смертных героев.
Во время наблюдений за скоплением галактик MACS J1149+2223, которое находится на расстоянии пяти миллиардов световых лет от Земли, международная группа ученых заметила слабое мерцание. Исследователи предположили, что это свет от вспышки сверхновой (взрыв в конце эволюции звезд, после которого они превращаются в черную дыру или нейтронную звезду). Однако более детальный анализ показал, что на самом деле это свет от голубого сверхгиганта – звезды редкого типа, одного из самых крупных и ярких объектов Вселенной.
Снимок звезды Икарус, сделанный телескопом Hubble
Заметить свет настолько далекой звезды получилось благодаря тому, что галактическое скопление сыграло роль гравитационной линзы. Оно располагалась прямо перед Икаром. Благодаря размеру гравитационное поле скопления оказалось настолько сильным, что свет от далекой звезды искривился и усилился. В результате наблюдателям на Земле Икар кажется гораздо больше и ярче.
Открытие может пролить свет на изучение темной материи. Исследователи считают, что из их наблюдений за Икаром можно сделать вывод, что темная материя состоит из большого числа черных дыр с массой, в десятки раз превышающей массу Солнца.
Источник
Самая далекая звезда: открытие, характеристики, расстояние
Представляя себе далекие звезды, мы обычно думаем о расстояниях в десятки, сотни или тысячи световых лет. Все эти светила принадлежат к нашей Галактике – Млечному Пути. Современные телескопы способны разрешить звезды в ближайших галактиках – расстояние до них может достигать десятков миллионов световых лет. Но насколько далеко простираются возможности наблюдательной техники, особенно когда ей помогает природа? Недавнее удивительное открытие Икара – самой далекой звезды во Вселенной из числа известных на сегодняшний день – свидетельствует о возможности наблюдения чрезвычайно удаленных космических феноменов.
Помощь природы
Существует явление, благодаря которому астрономам может быть доступно наблюдение наиболее дальних объектов Вселенной. Называется оно гравитационным линзированием, является одним из следствий общей теории относительности и связано с отклонением светового луча в поле гравитации.
Эффект линзирования заключается в том, что если между наблюдателем и источником света на луче зрения располагается какой-либо массивный объект, то световые лучи, искривляясь в его гравитационном поле, создают искаженное или множественное изображение источника. Строго говоря, лучи отклоняются в поле тяготения любого тела, но наиболее заметный эффект дают, конечно, самые массивные образования во Вселенной – скопления галактик.
В случаях, когда в качестве линзы выступает малое космическое тело, например одиночная звезда, визуальное искажение источника практически невозможно зафиксировать, но яркость его может существенно возрасти. Такое событие называют микролинзированием. В истории открытия самой далекой от Земли звезды сыграли роль оба типа гравитационного линзирования.
Как произошло открытие
Обнаружению Икара способствовала счастливая случайность. Астрономы вели наблюдение одного из удаленных скоплений галактик MACS J1149.5+2223, находящегося приблизительно в пяти миллиардах световых лет от нас. Оно интересно как гравитационная линза, благодаря особой конфигурации которой световые лучи искривляются по-разному и проходят в итоге разные расстояния до наблюдателя. Вследствие этого отдельные элементы линзированного изображения источника света должны запаздывать.
В 2015 году астрономы ждали предсказанной в рамках данного эффекта повторной вспышки сверхновой Рефсдаль в очень далекой галактике, свет от которой достигает Земли за 9,34 миллиарда лет. Ожидаемое событие действительно произошло. Но на снимках 2016-2017 годов, полученных телескопом «Хаббл», помимо сверхновой, обнаружилось еще кое-что, не менее интересное, а именно изображение звезды, принадлежащей к той же удаленной галактике. По характеру блеска определили, что это – не сверхновая, не гамма-всплеск, а обычная звезда.
Увидеть отдельное светило на таком огромном расстоянии стало возможно благодаря событию микролинзирования в самой галактике. Случайным образом перед звездой прошел объект – скорее всего, другая звезда – с массой порядка солнечной. Сам он, конечно, остался невидимым, но его поле гравитации усилило блеск источника света. В сочетании с линзирующим эффектом кластера MACS J1149.5+2223 это явление дало усиление яркости самой далекой видимой звезды в 2000 раз!
Звезда по имени Икар
Новооткрытому светилу было присвоено официальное наименование MACS J1149.5+2223 LS1 (Lensed Star 1) и собственное имя – Икар. Предыдущий рекордсмен, носивший гордый титул самой далекой звезды, которую удалось наблюдать, расположен в сто раз ближе.
Икар чрезвычайно ярок и горяч. Это голубой сверхгигант спектрального класса В. Астрономам удалось определить основные характеристики звезды, такие как:
- масса – не менее 33 масс Солнца;
- светимость – превышает солнечную приблизительно в 850 000 раз;
- температура – от 11 до 14 тысяч кельвин;
- металличность (содержание химических элементов тяжелее гелия) – около 0,006 солнечной.
Судьба самой далекой звезды
Событие микролинзирования, позволившее увидеть Икар, произошло, как мы уже знаем, 9,34 миллиарда лет назад. Возраст Вселенной составлял тогда всего около 4,4 миллиарда лет. Снимок этой звезды – своего рода мелкомасштабный стоп-кадр той давней эпохи.
За время, в течение которого свет, испущенный 9 с лишним миллиардов лет назад, преодолел расстояние до Земли, космологическое расширение Вселенной отодвинуло галактику, в которой жила самая далекая звезда, до расстояния в 14,4 миллиарда световых лет.
Сам же Икар, согласно современным представлениям об эволюции звезд, давно прекратил существование, ведь чем массивнее звезда, тем короче должно быть время ее жизни. Не исключено, что часть вещества Икара послужила строительным материалом для новых светил и, вполне возможно, их планет.
Увидим ли мы его снова
Несмотря на то что случайный акт микролинзирования – очень кратковременное событие, ученые имеют шанс увидеть Икара снова, и даже с большей яркостью, поскольку в крупном линзирующем скоплении MACS J1149.5+2223 множество звезд должно находиться вблизи луча зрения Икар – Земля, и пересечь этот луч может любая из них. Разумеется, есть вероятность увидеть таким же образом и другие удаленные звезды.
А может быть, когда-нибудь астрономам повезет зафиксировать грандиозный взрыв – вспышку сверхновой, которой завершила свою жизнь самая далекая звезда.
Источник
Обнаружена самая далёкая звезда
Голубой сверхгигант, получивший прозвище Икар настолько далёк, что свету, идущему от него, потребуется 9 миллиардов лет, чтобы достичь нашей планеты.
Астрономы могут изучать галактики, находящиеся намного дальше, однако они видны только потому, что они светятся с яркостью миллиардов звёзд. Кроме галактик на таких расстояниях можно увидеть лишь сверхновые, которые зачастую ярче чем вся галактика, в которой она находится.
К сожалению, отдельные звёзды можно рассмотреть на расстоянии, не превышающем 100 миллионов световых лет.
Однако явление, известное как гравитационное линзирование, может сделать видимыми тусклые, довольно далёкие объекты и помочь астрономам заглянуть дальше в бесконечные просторы Вселенной.
Как правило, такие природные линзы “увеличивают” галактики максимум в 50 раз, но в данном случае звезда Икара была “увеличена” более чем в 2000 раз.
Звезда, официальное название которой MACS J1149 + 2223 Lensed Star 1, была обнаружена на снимках, полученных в период с апреля 2016 года по апрель 2017 года, космическим телескопом Хаббл (NASA / ESA).
“Звезда Икара увеличила свою яркость и стала видимой для Хаббла благодаря процессу, называемому гравитационным линзированием”, – сказал доктор Хосе Диего (Jose Diego), астроном из Института физики в Кантабрии (Испания). “Свет звезды был увеличен не только массивным скоплением галактик MACS J1149 + 2223, но и другим компактным объектом, примерно в три раза массивнее Солнца”.
Фактически наблюдения с Хаббла выполнялись для того, чтобы собрать больше данных о недавнем взрыве сверхновой в той же спиральной галактике, где находится и MACS J1149 + 2223.
Это открытие поможет астрономам получить новые сведения о составляющих скопления галактик. Поскольку скопления галактик являются одними из крупнейших и наиболее массивных структур во Вселенной, изучение их составляющих также увеличивает знания учёных о составе Вселенной в целом.
“Впервые мы видим отдельно взятую звезду, а не галактику целиком”, – добавил доктор Патрик Келли (Patrick Kelly), исследователь из Университета Миннесоты.
После первоначального открытия астрономы снова использовали Хаббл для измерения спектра звезды Икара. На основе полученных данных они пришли к выводу, что Икар – это сверхгигант B-типа.
Такие звёзды чрезвычайно яркие, а их температуры варьируются в пределах от 11 000 до 14 000 градусов Цельсия; что делает их более чем в два раза более горячими, чем Солнце.
Результаты исследования были представлены в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Источник
Самая далёкая звезда, которую нам удалось разглядеть
Когда вы смотрите на небо тёмной ночью при ясной погоде, вы видите множество звёзд. Однако практически все они находятся в нашей галактике, Млечном пути. Даже самые далёкие из тех, что вы можете разглядеть без телескопа, находятся на расстоянии меньше двадцати тысяч световых лет от Земли. Может показаться, что это гигантская дистанция, но космос гораздо больше непосредственных наших окрестностей. Он действительно огромен, и именно поэтому учёным невероятно трудно изучать звёзды, находящиеся за пределами нашей галактики. Самое далёкое светило, которое удалось изолировать от окружающего её постороннего свечения, находится на расстоянии всего 55 миллионов световых лет от нас.
Научные достижения
Однако если астрономы ни в чём не ошибаются, недавно этот рекорд был побит. Согласно статье, опубликованной в марте этого года в журнале «Nature Astronomy», он был разбит в пух и прах, сметён и растоптан. Он перешёл к звезде, которая находится от нас, вдумайтесь только, в 14 миллиардах световых годах! Надо отметить, что астрономам нередко удаётся разглядеть удалённые от нашей планеты объекты. С помощью телескопов они могут видеть самые яркие сверхновые в 10 миллиардах световых годах от нас. Однако обычные звёзды невозможно рассмотреть даже на расстоянии, в сотни раз меньшем. И вот тут мы в первый раз упоминаем про «гравитационное линзирование».
Это явление происходит в тех случаях, когда огромная масса, имеющаяся у галактики или даже скопления галактик, искривляет, искажает и усиливает свет, источник которого находится за ней. Этот феномен возможен благодаря тому, что подобные объекты фактически искривляют само пространство вокруг себя. Галактики, создающие эффект гравитационного линзирования, «усиливают» яркость в среднем в 50 раз.
Далекие Звезды
Та звезда, о которой сегодня идёт речь, находится за скоплением галактик, находящимся в 6 миллиардах световых годах от нас, и её свет был усилен более чем в 2000 раз! В научных каталогах она значится как MACS J1149 Lensed Star 1. Однако учёные, обнаружившие её, дали ей и неофициальное название — Икар. Спасибо им за это большое, нам тоже так гораздо удобнее.
Икар был замечен, можно сказать, совершенно случайно, когда исследователи рассматривали снимки сверхновой, сделанные космическим телескопом «Хаббл» в 2016 и 2017 годах. Недалеко от неё они заметили небольшое яркое пятнышко. Оно со временем меняло яркость, но совсем не так, как это делают сверхновые. Цветовая гамма света, идущего от этого объекта, оставалась неизменной в течение многих месяцев. Дальнейший анализ показал, что мы имеем дело с голубым сверхгигантом.
Эти звёзды гораздо крупнее, массивнее, горячее Солнца и в сотни тысяч раз ярче его. Это такое небольшое напоминание о том, что любое явление в космосе может иметь поистине космические масштабы. Все голубые сверхгиганты обладают схожими характеристиками, поэтому, сравнив свет Икара со светом таких же объектов нашей галактики, астрономы смогли рассчитать расстояние до него. Выяснилось, что звезда имеет возраст 9 миллиардов лет, а связи с тем, что Вселенная расширяется, сейчас до этого светила вообще 14 миллиардов световых лет.
Как же Икару удалось увеличить своё изображение в 2000 раз, если обычное значение гравитационного линзирования составляет всего 50? Ответ — микролинзы. Это небольшие объекты, находящиеся внутри крупных линз. Это могут быть отдельные звёзды, обеспечивающие дополнительное приближение «картинки». Линзы внутри линз. Этот эффект длится сравнительно недолго, потому что микролинзы постоянно сходят с нужной позиции и вновь возвращаются на неё. Однако если мы внимательно следим за происходящим, перед нами открываются огромные возможности. С помощью микролинзирования учёным удалось найти даже планеты за пределами Млечного пути!
Самая далекая звезда
Икар, кстати, может быть полезен не только как обладатель рекорда, занесённый в соответствующую книгу. Изучая то, как действует на него с течением времени эффект приближения, астрономы надеются составить точную модель распределения материи в «линзирующем» скоплении галактик. Это, вероятно, включает в себя и тёмную материю, которую мы всё никак не можем найти, рассмотреть и пощупать, но которая оказывает гравитационное воздействие на прочие космические объекты. Таким образом, Икар может помочь нам значительно увеличить объём своих знаний о Вселенной. Что ж, его древнегреческий тёзка тоже был весьма положительным персонажем, хоть рекордсменом так и не стал, как ни старался. Надеемся, что и наш Икар не посрамит славного имени.
Источник