Только что обнаружена самая далекая и невероятно древняя одиночная звезда

На расстоянии миллиардов световых лет через огромную пропасть пространства-времени, на заре Вселенной, астрономы обнаружили свет одиночной звезды.

Первооткрыватели назвали ее Эарендель, от англосаксонского слова, означающего "утренняя звезда". На сегодняшний день это самый далекий объект такого рода, который когда-либо был обнаружен, датируемый всего 900 миллионами лет после Большого взрыва.

Поскольку свет Эаренделя проделал столь долгий путь, чтобы достичь нас, его свойства трудно определить, но уже одобрены последующие наблюдения на космическом телескопе Джеймса Уэбба.

Первый миллиард лет истории Вселенной после Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад, также известного как "космический рассвет", очень трудно увидеть. Мало того, что в самом начале, когда формируются первые звезды и галактики, темно и мутно, они еще и очень далеки. Даже поиск квазаров, самых ярких объектов во Вселенной, ограничивает возможности наших технологий и методов анализа.

Но есть одна причуда гравитации, которая может показать нам маленькие и далекие объекты, которые в противном случае могут оказаться вне нашей досягаемости. Она называется гравитационным линзированием и связана с гравитационным искривлением пространства-времени вокруг массивных объектов, таких как галактики и скопления галактик.

Если массивный объект находится точно в нужном месте между нами и более удаленным объектом, свет от этого удаленного объекта будет распространяться вдоль гравитационного искривления пространства-времени. Это имеет эффект абсолютно огромного увеличительного стекла: Свет от удаленного объекта может быть размазанным и искаженным, но он также увеличивается и часто дублируется.

Затем астрономы могут провести обратную обработку света, чтобы выяснить, что представлял собой увеличенный объект. На расстоянии космического рассвета эти мазки обычно оказываются галактиками.

Родная галактика Эаренделя, настоящее имя которой WHL0137-LS, была впервые обнаружена космическим телескопом Хаббл именно как такое пятно, увеличенное массивным скоплением галактик. Там, внутри галактики, команда под руководством астрофизика Брайана Уэлча из Университета Джона Хопкинса обнаружила одиночный яркий объект, расположенный прямо на вершине критической кривой линзирования.

Когда мы видим яркие одиночные объекты в других галактиках, они, как правило, оказываются чем-то гораздо более ярким, чем обычная звезда; но все, что гораздо ярче обычной звезды, также имеет тенденцию быть мимолетным, как новая звезда или событие приливного разрушения вокруг черной дыры.

За 3,5 года наблюдений яркость Эаренделя не изменилась. Это, в сочетании с ее местоположением, позволяет предположить, что это не переходная звезда, а яркая звезда, оказавшаяся в нужное время в нужном месте.

Мы знаем, как далеко она находится, благодаря тому, как растянут свет. Расширение Вселенной приводит к затуханию световых волн, это свойство известно как красное смещение. Астрономы оценивают расстояние до объектов ранней Вселенной на основе красного смещения света.

Анализ ультрафиолетового света от Эаренделя показал, что объект примерно в 50 раз превышает массу Солнца. Но более подробную информацию слишком сложно получить из имеющихся данных. Например, мы не знаем спектральную классификацию звезды, что было бы полезно.

Мы видели некоторые очень древние звезды, пережившие миллиарды лет, но более массивные звезды, как правило, умирают раньше, поэтому знание типа звезды позволило бы немного прояснить раннюю эволюцию Вселенной. 

Мы даже не знаем, одинокая ли это звезда или двойная с общей массой около 50 солнечных масс. Однако в последнем случае известные массивные бинары обычно состоят из одной гораздо более массивной звезды, которая излучает большую часть света системы, и команда ожидает, что так будет и с Эаренделем.

Самая ранняя из когда-либо обнаруженных звезд может рассказать нам некоторые интересные вещи о ранней Вселенной. Например, мы еще не смогли наблюдать процессы, которые привели к тому, что свет мог свободно распространяться по Вселенной, известные как реионизация. Астрономы полагают, что за этим процессом стояли звезды и галактики, но у них нет прямых наблюдений того, как он разворачивался.

Мы видели галактики в Космическом Рассвете. Сузить наше понимание до типов отдельных звезд, которые были вокруг в то время, было бы очень интересно.

Для "Уэбба" было утверждено время для спектроскопических наблюдений Эаренделя, которые, как надеются Уэлч и его коллеги, позволят получить больше информации о звезде, включая ее возраст, классификацию, более подробную массу, а также то, является ли она бинарной системой или нет.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.