ฮับเบิลเห็นดาวที่ไกลที่สุดเท่าที่เคยเห็นมา

ชุดของภาพนี้แสดงกลุ่มกาแลคซีที่รับแรงโน้มถ่วงที่นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวฤกษ์ที่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยเห็น ดาวที่มีชื่อว่าอิคารัสถูกทำเครื่องหมายด้วยลูกศรสีขาวในภาพด้านล่าง

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ในNature Astronomyทีมนักวิจัยนานาชาติได้ประกาศการค้นพบดาวฤกษ์ที่ห่างไกลมากที่สุดที่เคยสังเกตมา ทีมงานตรวจพบดาวฤกษ์ supergiant สีฟ้าซึ่งส่องเมื่อเอกภพมีอายุเพียงหนึ่งในสามของยุคปัจจุบันโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและปรากฏการณ์สังเกตการณ์ที่เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง

“นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้เห็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่ขยายใหญ่ขึ้น” นายแพทริคเคลลี่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยมินนิโซตาและผู้เขียนนำผลการศึกษาฉบับใหม่กล่าวในแถลงข่าว. แต่ดาวฤกษ์ดวงนี้อยู่ห่างออกไปไกลกว่าดาวฤกษ์แต่ละดวงที่เราสามารถศึกษาได้เว้นแต่ระเบิดซูเปอร์โนวา “การค้นพบที่เป็นเอกลักษณ์นี้ไม่เพียง แต่จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจถึงการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ในจักรวาลต้น แต่ยังองค์ประกอบของกระจุกกาแลคซีและแม้กระทั่งธรรมชาติของสสารมืดตัวเอง

แสงจากดาวที่ทำลายสถิติซึ่งทีมได้ชื่อว่าIcarusได้รับการปล่อยออกมาเพียง 4.4 พันล้านปีหลังจากบิกแบง ถึงแม้ดาวดวงนี้จะสว่างไสว แต่การที่อยู่ห่างจากที่ไกล ๆ เช่นนี้จะทำให้มองไม่เห็นแม้แต่กับกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดของเรา โชคดีที่ “ดาวกลายมาสดใสพอที่จะมองเห็นฮับเบิลได้ด้วยกระบวนการที่เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง ” กล่าวว่าผู้เขียนร่วมเซ่ดิเอโกนักดาราศาสตร์จาก Instituto de Fisica เดอตาเบรียในการแถลงข่าว

เลนส์ซูเปอร์โน้มถ่วงเป็นผลที่คาดการณ์ได้จากทฤษฎีทั่วไปของ Einstein เกิดขึ้นเมื่อแยกรังสีจากวัตถุที่ห่างไกลออกไปด้านหลังหรือเลนส์เมื่อวัตถุขนาดใหญ่มากเช่นกระจุกกาแลคซี จากการศึกษาเมื่อกระจุกดาวกาแลคซีพุ่งตรงระหว่างโลกและวัตถุพื้นหลังที่อยู่ห่างไกลการทำให้เลนส์โน้มถ่วงสามารถขยายวัตถุไกลออกไปได้ถึงประมาณ 50 นอกจากนี้หากมีวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าไม่มีที่ติภายในเลนส์ กระจุกกาแลคซีแล้ววัตถุพื้นหลังสามารถขยาย (ในกระบวนการที่เรียกว่าแรงโน้มถ่วงmicrolensing) โดยมีค่าสูงสุด 5,000
ทีมงานค้นพบ Icarus ในขณะที่ใช้ฮับเบิลเพื่อตรวจจับและติดตามซุปเปอร์โนวาที่รู้จักกันดีชื่อRefsdalซึ่งคาดว่าจะมีการคาดการณ์ว่าจะมีการสะท้อนแสงโดยกระจุกกาแลคซี MACS J1149 ที่อยู่ไกลออกไปประมาณ 5 พันล้านปีแสง แต่ในระหว่างการสังเกตการณ์ทีมงานรู้สึกประหลาดใจที่พบว่าแหล่งข้อมูลอื่น ๆ กำลังเติบโตอย่างไม่คาดฝันภายในสาขาเดียวกับซูเปอร์โนวาที่คาดหวังไว้ ในขณะที่รอ Refsdal เพื่อรับเหตุการณ์การคาดการณ์เลนส์ที่คาดการณ์ไว้นักวิจัยได้บังเอิญสะดุดกับดาวดวงใหม่: Icarus

หลังจากตรวจพบอิคารัสนักวิจัยได้ใช้ฮับเบิลเพื่อวัดสเปกตรัมของดาวอีกครั้ง เมื่อแบ่งดาวของแสงเป็นสีส่วนประกอบทีมระบุว่าในขณะที่อิคารัสสว่างขึ้น แต่ก็ไม่ร้อนขึ้น นี่หมายความว่าดาวไม่ใช่ซูเปอร์โนวาอีกอย่าง Refsdal แต่แทนที่จะเป็นดาวฤกษ์ที่ไม่ระเบิดซึ่งไม่ได้ถูกมองจากกระจุกกาแลคซีที่แทรกแซง แต่ยังถูกวัดด้วยวัตถุขนาดเล็กอีกชิ้นหนึ่งภายในกลุ่ม

Stephen Rodney จากมหาวิทยาลัยเซาท์แคโรไลนากล่าวในการแถลงข่าวว่า “เรารู้แล้วว่าการเกิดไมโครโลเวียร์เกิดขึ้นจากดาวฤกษ์ดาวนิวตรอนหรือหลุมดำที่เป็นดาวฤกษ์”. ดังนั้นการค้นพบ Icarus จึงช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถรวบรวมข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ ในการสร้างกระจุกกาแลคซีได้เอง การพิจารณากาแลคซีคลัสเตอร์เป็นโครงสร้างที่ใหญ่และแผ่กิ่งก้านสาขามากที่สุดในจักรวาลของเราการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการแต่งหน้าของพวกเขาจะช่วยเพิ่มความเข้าใจโดยรวมของเราเกี่ยวกับจักรวาล

นอกจากนี้ดาวฤกษ์ที่เพิ่งค้นพบนี้ยังช่วยลดแสงที่มีต่อวัตถุลึกลับที่สุดแห่งหนึ่งในจักรวาลของเราด้วยเช่นสสารมืด “ถ้าสิ่งมีชีวิตสสารมืดบางส่วนถูกสร้างขึ้นมาจากหลุมดำที่มีมวลต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งตามที่ได้มีการเสนอเมื่อไม่นานมานี้เราควรจะสามารถมองเห็นได้ในเส้นโค้งแสงของ [Icarus]” เคลลี่กล่าว “ข้อสังเกตของเราไม่ได้สนับสนุนความเป็นไปได้ที่ว่าเศษของสสารมืดจะมีลักษณะเป็นหลุมดำอันเป็นที่มากับหลุมดำที่มีมวลประมาณ 30 เท่าของดวงอาทิตย์”

ไม่ว่านักดาราศาสตร์จะสามารถเก็บตกได้จาก Icarus ที่ห่างไกลเท่าไหร่โอกาสนี้การค้นพบดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลและกว้างใหญ่ไม่น่าจะเป็นไปได้ ด้วยการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์นักดาราศาสตร์มองเห็นว่าการจัดวางไมโครเลนเช่นนี้อาจทำให้พวกเขาสามารถศึกษาวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดของเอกภพในรายละเอียดได้