JWST звертає свій погляд на найдальшу відому зірку: Еарендел

У березні 2022 року астрономи оголосили про відкриття найдальшої відомої зірки за допомогою зображення, зробленого космічним телескопом Hubble. Вони назвали його Earendel за старою англійською назвою «ранкова зірка». Тепер камера ближнього інфрачервоного діапазону JWST (NIRCam) і її спектрометр NIRSpec подивилися на ту саму зірку та розкрили більше деталей про неї.

Еарендел виглядає масивною зіркою B-типу. Це ставить її в головну послідовність еволюційно, що означає, що це зірка, що спалює водень. Порівняно з Сонцем воно вдвічі гарячіше і яскравіше в мільйон разів. Астрономи підозрюють, що ця зірка, як і багато інших масивних зірок, подібних до неї, може мати супутника. Однак вони розташовані так близько один до одного, і ми бачимо їх на такій великій відстані (приблизно 13 мільярдів світлових років), що їх важко розрізнити окремо. Однак спектри цієї зірки (тобто кольори її світла) натякають на те, що компаньйон існує. Подальші дослідження з використанням збільшення, що забезпечується гравітаційною лінзою, а також більш детальні спостереження за допомогою NIRCam на JWST повинні допомогти їм викрити компаньйона.

Світло, яке ми бачимо від Еарендела, вперше випромінювалося цією зіркою лише приблизно через 900 мільйонів років після Великого вибуху. Гравітаційна лінза, яка виявила його, збільшує Еарендел у 4000 разів. Тепер астрономи хочуть знати, чи це одне з перших поколінь зірок, які коли-небудь сяють. Якщо це так, його спектри показали б, що його хімічний склад складається переважно з водню та гелію. Якщо це зірка другого покоління, то властивості її світла показуватимуть і інші елементи. Іншими прикладами цього типу блакитних надгігантів є Ригель і Бета Центавра.

Вид Еарендел, його головної галактики (вставка, праворуч) і гравітаційного лінзового скупчення галактик WHL0137-08 (ліворуч), зроблений JWST NIRCam. Характеристики зображення включають як молоді області зореутворення, так і старіші встановлені зоряні скупчення. На лівому зображенні ми бачимо сотні маленьких галактик різної форми, які мають колір від білого до жовтого та червоного. Деякі галактики, переважно більш червоні, спотворені, здаються розтягнутими або дзеркальними. Авторство зображення: NASA, ESA, CSA, Д. Коу (AURA/STScI для ESA), З. Левей

Головна галактика цієї зірки здається нам довгим світловим шаром у формі півмісяця. Це розмиття спричинене гравітаційним лінзуванням масивного скупчення галактик WHL0137-08. Подання NIRCam показує досить багато деталей про цю далеку галактику. Є ясла, де народжуються наступні покоління зірок. Деякі з цих зірок досить молоді, менше п’яти мільйонів років.

Галактика також містить зоряні скупчення, що мають значний відрив у своїй еволюції. Одному з цих кластерів близько 10 мільйонів років. Він все ще може існувати в сучасному Всесвіті. Скупчення дає астрономам деякі цікаві підказки про кульові скупчення, які сьогодні наповнюють наш Чумацький Шлях. Деякі з них могли сформуватися приблизно в той же час, що й віддалені скупчення в WHL0137-08.

Цікаво, що зображення від JWST показує більше деталей про вплив лінз на віддалену галактику. Сам Еарендель лежить уздовж «брижі», створеної лінзами. Ось таким він виглядає окремо від розмитого зображення головної галактики. На додаток до перегляду цієї сцени NIRCam, інфрачервоний спектрометр JWST (NIRSpec) отримав дані. Це дає астрономам більше деталей про точну відстань до Еарендела та його рідної галактики.

Використання гравітаційного лінзування для більш далеких зірок

JWST виявив інші далекі зірки за допомогою своїх інфрачервоних приладів. Поки що Еарендел залишається рекордсменом за дальністю. Але слід зробити ще багато зауважень. Згодом астрономи сподіваються знайти одну зі Святих Граалів астрономії: перші зірки, які коли-небудь сяяли.

Ці найдавніші об’єкти могли з’явитися лише через 100 мільйонів років після Великого вибуху. Ймовірно, вони були дуже масивними та надзвичайно яскравими. Коли вони почали з’являтися з темряви космічних темних віків, вони нагрівали та іонізували гази навколо себе. У міру еволюції та смерті вони виробляли важчі хімічні елементи у своїх ядрах, що спалювали водень. Коли вони померли, вони поширили ці матеріали в космос, засіявши нові покоління зірок і, зрештою, планет. Докази їхнього життя та способу життя розкажуть нам багато про всі ці умови в новонародженому Всесвіті, розподіл матерії (включно з темною матерією) і остаточне формування галактик у ранні епохи космічного часу. Джерело