A Hubble által látott legtávolabbi csillag

Felfedezték a valaha látott legtávolabbi csillagot a Hubble űrtávcsővel, amely megközelítőleg 13 milliárd évvel ezelőtt létezett, vagyis az Univerzum keletkezése utáni első milliárd évben. Ez egy rendkívüli új rekord, ugyanis a 2018-ban felfedezett előző csúcseredmény egy olyan csillag volt, amely „már” az Univerzum 4 milliárd éves korában létezett. A szerencsés felfedezés a gravitációs lencsehatás révén sikerült, mely során egy nagy tömegű objektum a téridőt meggörbítve képes felnagyítani távoli csillagok képét.

Puskás Dávid


Az Earendel, a valaha megfigyelt legtávolabbi csillag képe a Hubble űrtávcső felvételén (Forrás: Science: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Képfeldolgozás: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI))


Az Univerzum jelenleg 13,8 milliárd éves, ennyi idő telt el az Ősrobbanás (Big Bang) óta. Az imént felfedezett távoli csillag fénye az Univerzum születése utáni első egymilliárd évből ért el hozzánk. Egy olyan kozmikus kort vagyunk ezáltal képesek látni, amikor az Univerzum jelenlegi életkorának mindössze 7%-át töltötte be. Mivel a Világegyetem tágul, a távoli galaxisok és csillagok fénye a vörösebb hullámhosszak fele tolódik el, ez a kozmológiai vöröseltolódás. A felfedezett csillag vöröseltolódása 6,2-es és ilyen távolságban eddig csak galaxisokat fedeztünk fel. Ezek a galaxisok több százmilliárd csillagot tartalmaznak, akárcsak a Tejút (melyben a Naprendszer is található). A hatalmas kozmikus távolságok miatt, ezeket a galaxisokat még a Hubble is csak nagyon apró foltként érzékeli, mindössze pár pixel méretűek. Emiatt lenyűgöző, hogy egy egyedülálló csillag képét képesek voltak érzékelni ebből a korból.


A felfedezést március 30-án a Nature folyóiratban publikálták és az eredményeket a Hubble RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) felmérési programja során gyűjtött adatoknak köszönhetik. A galaxis, amelyben a csillag található, a Sunrise Arc (Napfelkelte-ív) becenevet kapta, hosszú, holdsarló alakú alakja miatt. A galaxis torzult képe a gravitációs lencsehatásnak köszönhető. Ez a jelenség azért alakul ki, mert az előtérben egy nagytömegű objektum (egy galaxishalmaz) meggörbíti a téridőt, ezáltal természetes nagyítóként viselkedik és felerősíti a mögötte levő távoli galaxisok fényét. A gravitációs lencsézésnek egyik tulajdonsága az ún. kausztika, egyfajta fodrozódás, ahol különösen erős a nagyítóhatás. Ez az optikai jelenség ismert lehet a hétköznapjainkból, amikor egy napfény sütötte vízzel töltött üvegpoharat figyelünk meg az asztalon. A felfedezett csillag is egy ilyen különleges pontban figyelhető meg, ezáltal a fényét több mint ezereszeresére növeli a kausztika.


A csillag az Earendel nevet kapta, amely óangol nyelven hajnali csillagot jelent. A felfedezés utat nyitott egy olyan eddig nem megfigyelt kozmikus korszakba, melyben az első csillagok keletkeztek. „Az Earendel csillag annyira régen létezett, hogy akár nem ugyanazokból a nyersanyagokból épülhetett fel, mint amiket ma látunk magunk körül. Tanulmányozásával az univerzumunk egy olyan korszakába pillanthatunk bele, amelyikről eddig vajmi keveset tudunk, de elvezetett minket mindenhez, amit ma tudunk a csillagokról. Olyan ez, mintha egy nagyon izgalmas könyvet olvasnánk, de csak a második fejezettől kezdve; most pedig lehetőségünk nyílt visszalapozni, hogy megnézzük, hogyan kezdődött minden” – mondta Brian Welch.



A gravitációs lencsehatásnak köszönhetően látható a majdnem 13 milliárd évvel ezelőtti Earendel csillag. Egy nagytömegű galaxishalmaz, mely a távoli csillag és a Hubble közt található, a téridőt meggörbítve fodrozódásokat okoz (narancssárga szaggatott vonal), melyek felnagyítják a háttérben található fényt. Ezáltal képesek vagyunk a távoli csillagot megfigyelni (Forrás: Science: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Képfeldolgozás: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)).


A frissen índított James Webb űrteleszkóppal is képesek lesznek megfigyelni ezt az izgalmas csillagot, amely különösen célszerű lesz, ugyanis a Webb műszerei az infravörös tartományban a legérzékenyebbek, mellyel kifejezetten a vöröseltolódott objektumokat érdemes vizsgálni. Az Earendel nagyon korai időszakban keletkezhetett, amikor az Univerzumban csak nagyon kevés nehezebb elem létezett (ugyanis ezeket is csillagok állították elő). Emiatt megtörténhet hogy ez a csillag lenne az első példa az eddig csak feltételezett, legendás III. populációs csillagokra, melyeket kizárólag csak hélium és hidrogén alkot. Ezek voltak az Ősrobbanás után született legeleső csillagok, melyek bevilágították a Kozmikus Hajnal korszakát.


Források

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04449-y

https://hubblesite.org/contents/news-releases/2022/news-2022-003

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/record-broken-hubble-spots-farthest-star-ever-seen

https://www.csillagaszat.hu/hirek/ime-a-valaha-latott-legtavolabbi-csillag-13-milliard-evvel-ezelottrol/