Найпотужніша гравітаційна лінза, що посилила світло в дві тисячі разів, допомогла орбітальному телескопу Hubble отримати фотографії зірки Ікар, віддаленої від Землі на 9 млрд світлових років.
Зірка Ікар — поки саме далеке світило світобудови. Спостереження за цим світилом допоможе зрозуміти, яку роль відіграє темна матерія у формуванні гравітаційних лінз і наблизитися до відкриття так званих примордіальних чорних дір.
«Нам вперше вдалося побачити звичайну зірку — не наднову, не гамма-спалах, а саме Пересічне світило, віддалене від нас на дев’ять мільярдів світлових років. Як нам здається, інші подібні накладення « космічних лінз » допоможуть нам побачити найбільш ранні зірки Всесвіту. Сама світобудова подарувала нам найбільший телескоп, який тільки може існувати» , — заявив Олексій Філіппенко з Університету Каліфорнії в Берклі.
Будь-яке скупчення матерії великої маси, в тому числі і темної, взаємодіє зі світлом і змушує його промені викривлятися, як це роблять звичайні оптичні лінзи. Такий ефект вчені називають гравітаційним лінзуванням. У деяких випадках викривлення простору допомагає астрономам побачити наддалекі об’єкти-перші галактики Всесвіту і їх ядра-квазари — які були б недоступні для спостереження з землі без гравітаційного «збільшення».
Якщо два квазари, галактики або інші об’єкти розташовані один за одним для спостерігачів на Землі, виникає цікава річ-світло більш далекого об’єкта розщепиться при проходженні через гравітаційну лінзу першого. Через це ми побачимо не два, а п’ять яскравих точок, чотири з яких будуть світловими «копіями» більш далекого об’єкта. До того ж, подібні «лінзи Ейнштейна» часто накладаються один на одного, що підсилює світло ще більш далеких об’єктів.
Філіппенко і його колеги, в тому числі нобелівський лауреат Адам Рісс, вперше змогли отримати детальні знімки зірки, що існувала в одній з перших галактик Всесвіту, спостерігаючи за скупченням галактик MACS J1149, розташованому в сузір’ї Лева на відстані в п’ять мільярдів світлових років Від Землі.
Це скупчення, як з’ясували вчені в 2014 році, закриває собою ще одне велике «сімейство» галактик, сліди якого можна побачити у вигляді яскравого кільця світла, що оточує MACS J1149. Аналізуючи його структуру за знімками, отриманими Hubble в 2016 і 2017 роках, Філіппенко і його колеги помітили незвичайний об’єкт, який вибивався із загального ряду галактик.
Проаналізувавши його спектр і вимірявши розміри, вчені виявили, що мають справу не зі спалахом наднової або гамма-сплеском, а з нормальною зіркою, яка відноситься до числа блакитних надгігантів. Вона знаходиться на околицях галактики, віддаленої від Землі приблизно на 9 млрд світлових років, на протилежному краю якої відносно недавно вибухнула наднова, SN Refsdal, чиє світло також був багаторазово посилений «лінзою» MACS J1149.
У минулому, ця зірка, яка отримала кличку Ікар і ім’я MACS J1149 LS1, залишалася невидимою для Хаббла або будь-яких інших телескопів. Вона стала помітною тільки після того, як її положення в галактиці змістилося, і її світло почало проходити через околиці іншої зірки, невеликого карлика розміром з Сонце, на шляху до скупчення MACS J1149. Це посилило її світіння в 600 разів і дозволило астрономам відкрити її.
У найближчому майбутньому, як очікують Філіппенко і його колеги, MACS J1149 LS1 стане ще яскравішим через подальші зрушення в положенні зірок в її рідній галактиці. Спостереження за цим світилом, як сподіваються вчені, допоможуть їм зрозуміти, яку роль відіграє темна матерія у формуванні подібних гравітаційних лінз і наблизитися до відкриття так званих примордіальних чорних дір.