Η ανακάλυψη του πιο μακρινού αστεριού από το Hubbe

Ι.Ν. Καλλιμάνης (Μ.Φ.), Μ. Κουράκου (Μ.Φ.), και Κ. Δασύρα (Επίκουρη Καθηγήτρια) | Τομέας Αστροφυσικής, Αστρονομίας και Μηχανικής, Τμήμα Φυσικής ΕΚΠΑ.

Πρόσφατα, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble που λειτουργεί για πάνω από 30 χρόνια,  οδήγησε σε μία νέα σημαντική ανακάλυψη: σε φως που πιστεύεται ότι εκπέμφθηκε από ένα άστρο μόλις 900 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, δηλαδή μετά τη γέννηση του Σύμπαντος. Tο νεοανακαλυφθέν άστρο ονομάστηκε Earendel (”πρωινό άστρο” στα αρχαία αγγλικά). Είναι το πιο μακρινό άστρο που έχει παρατηρηθεί ποτέ. Η ανακάλυψή του δημοσιεύτηκε στο Nature στις 30 Μαρτίου 2022  και πάνω από 4600 άρθρα δημοσιεύτηκαν ως τώρα στο διαδίκτυο για να καλύψουν αυτό το γεγονός, με αποτέλεσμα το συναφές επιστημονικό δελτίο να γίνει η πιο διαδεδομένη ανακοίνωση της ESA αναφορικά με το Hubble ως τώρα.

Πριν την ανακάλυψη του Earendel, τα μικρότερα αστροφυσικά αντικείμενα που είχαν παρατηρηθεί σε τόσο μεγάλη απόσταση ήταν σμήνη αστέρων εντός πρώιμων γαλαξιών – αφού σε αυτές τις αποστάσεις, ολόκληροι γαλαξίες μοιάζουν με μικρές κηλίδες για τα περισσότερα τηλεσκόπια.

Το άστρο αυτό πιστεύεται ότι έχει μάζα μεταξύ 50-100 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ηλίου. Είναι ορατό επειδή έχει μεγεθυνθεί από βαρυτικό φακό. Ένας βαρυτικός φακός προκαλείται από μια μεγάλη μάζα (στην προκειμένη περίπτωση ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών, γνωστό κι ως WHL0137-08) που παραμορφώνει τον χωρόχρονο καμπυλώνοντας την τροχιά του φωτός που περνάει κοντά σε αυτό. Χάρη σε μια σπάνια ευθυγράμμιση του αστεριού με το σμήνος, το Earendel μεγεθύνθηκε έντονα (κατά 1000-40000 φορές) και ξεχώρισε απεικονιστικά από το γαλαξία που το φιλοξενεί.

Το Earendel, που κατά τα άλλα είναι ένα φυσιολογικό αστέρι για το πρώιμο Σύμπαν, ανοίγει ένα παράθυρο σε μια εποχή του Σύμπαντος που δεν έχει ξαναμελετηθεί άστρο. Μια θεωρητική πρόβλεψη υπαγορεύει ότι τα αστέρια που σχηματίζονται από τα στοιχεία που φτιάχτηκαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να έχουν μεγαλύτερη μάζα από τα αστέρια που σχηματίζονται σήμερα. Ο λόγος είναι ότι τα αέρια νέφη που καταρρέουν για να φτιάξουν τα άστρα αυτά είναι πιο ζεστά από τα σημερινά, φέροντας μεγαλύτερη αντίσταση από θερμικές κινήσεις στην ίδια τους τη βαρύτητα που τα ωθεί να καταρρεύσουν. Μέχρι πρότινος, τέτοια αστέρια θεωρούνταν πολύ αμυδρά για να ανιχνευτούν, αλλά πλέον θεωρούνται ανιχνεύσιμα χάρη στους βαρυτικούς φακούς.

Αυτό θέτει ένα σημαντικό στόχο για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb των NASA/ ESA/ CSA: την απόκτηση φάσματος που θα δώσει διάφορα χαρακτηριστικά του άστρου όπως την ηλικία, τη θερμοκρασία και τη μάζα του. Οι αστρονόμοι αναμένουν ότι το Earendel θα παραμείνει εξαιρετικά μεγενθυμένο για τα επόμενα χρόνια και θα μπορεί να παρατηρηθεί από το Webb αργότερα το 2022. Η χρήση του JWST θα είναι απαραίτητη, καθώς οι συνήθεις αστρικές φασματικές γραμμές που μελετώνται έχουν μετατοπιστεί προς το υπέρυθρο έκτοτε λόγω της διαστολής του Σύμπαντος. Ο συνδυασμός των παρατηρήσεων από το Hubble και τον Webb θα επιτρέψουν επίσης να μάθουμε για μεμονωμένους μικροφακούς στο σμήνος γαλαξιών.

Πηγές:

https://esahubble.org/forscientists/announcements/sci22004/

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