Дуга Дракона — это далекая звездная система, которую мы видим сильно искривленной из-за гравитационного линзирования от скопления галактик, находящегося ближе к нам. Однако именно этот эффект недавно позволил ученым разглядеть в Дуге Дракона отдельные звезды.
Наблюдение звезд в далекой галактике
В астрономии считается, что смотреть на полпути наблюдаемой Вселенной и надеяться увидеть отдельные звезды — это все равно, что поднять бинокль на Луну в надежде разглядеть отдельные песчинки пыли в ее кратерах. Однако, благодаря космической прихоти природы, международная команда астрономов сделала именно это.
Используя космический телескоп NASA James Webb, докторант Фенгву Сунь из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов (CfA) и его команда наблюдали галактику на расстоянии почти 6,5 млрд световых лет от Земли в то время, когда Вселенная была вдвое моложе своего нынешнего возраста. В этой далекой галактике команда идентифицировала 44 отдельные звезды, которые стали видимыми благодаря эффекту, известному как гравитационное линзирование, и высокой способности JWST собирать свет.
Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, знаменует собой рекордное достижение – наибольшее количество отдельных звезд, обнаруженных в далекой Вселенной. Оно также открывает путь к исследованию одной из величайших тайн астрономии — темной материи.
«Это революционное открытие впервые демонстрирует, что изучение большого количества отдельных звезд в далекой галактике возможно, — сказал Сунь, соавтор исследования.
Гравитационное линзирование Дуги Дракона
CfA’s Sun нашел эту сокровищницу звезд во время изучения изображений JWST галактики, известной как Дуга Дракона, расположенной вдоль линии видимости с Земли за массивным скоплением галактик под названием Abell 370. Благодаря эффекту гравитационного линзирования, Abell 370 растягивает характерную спираль Дуги Дракона в вытянутую форму, похожую на зеркальный зал космических масштабов.
Исследовательская группа тщательно проанализировала цвета каждой из звезд внутри Дуги Дракона и обнаружила, что многие из них являются красными сверхгигантами, подобными Бетельгейзе в созвездии Ориона, которая находится на завершающей стадии своей жизни. Это контрастирует с предыдущими открытиями, которые преимущественно идентифицировали голубые «сверхгиганты», подобные Ригелю и Денебу, одним из самых ярких светил в ночном небе.
По словам исследователей, эта разница в типах звезд также подчеркивает уникальную мощность наблюдений JWST в инфракрасном диапазоне, которые могут обнаружить звезды с более низкими температурами.
«Когда мы открыли эти отдельные звезды, мы на самом деле искали фоновую галактику, которая линзообразно увеличивается галактиками в этом массивном скоплении, — сказал Сун. — Но когда мы обработали данные, то поняли, что там было много отдельных звездных точек. Это была захватывающая находка, потому что мы впервые смогли увидеть так много отдельных светил так далеко».
Большинство галактик, включая Млечный Путь, содержат десятки миллиардов звезд. В соседних галактиках, таких как галактика Андромеды, астрономы могут наблюдать звезды одну за другой. Однако в галактиках, удаленных от нас на миллиарды световых лет, звезды кажутся смешанными, поскольку их свет преодолевает миллиарды световых лет, прежде чем попадает к нам. Это давний вызов для ученых, изучающих, как формируются и эволюционируют галактики.
Перспективы гравитационного линзирования галактик
Последние достижения в астрономии открыли новые возможности благодаря использованию гравитационного линзирования — естественного эффекта увеличения, вызванного сильными гравитационными полями массивных объектов. Как предсказывал Альберт Эйнштейн, гравитационные линзы могут усиливать свет далеких звезд в сотни и даже тысячи раз, что делает их доступными для обнаружения с помощью таких чувствительных инструментов, как JWST.
«Эти находки, как правило, ограничивались лишь одной или двумя звездами на галактику, — отмечают ученые. — Чтобы изучать звездные популяции статистически значимым образом, нам нужно гораздо больше наблюдений за отдельными звездами».
Ожидается, что будущие наблюдения JWST захватят больше увеличенных светил в галактике Дуги Дракона. Эти усилия могут привести к детальному изучению сотен звезд в далеких галактиках. Более того, наблюдения отдельных звезд могут дать представление о структуре гравитационных линз и даже пролить свет на неуловимую природу темной материи.
По материалам phys.org
