Рассмотреть отдельные звезды в удаленных от Земли галактиках невероятно сложно, однако в древней Дуге Дракона ученым удалось открыть сразу 44 звезды. Наблюдать светила в галактике, которую астрономы видят такой, какой она была 6,5 миллиарда лет назад, получилось с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и гравитационного линзирования — естественного эффекта увеличения, вызываемого сильными гравитационными полями массивных объектов. До сих пор обнаружить столь большое количество отдельных звезд в относительно юной Вселенной никому не удавалось.
На изображении, полученном с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», можно увидеть 44 звезды, расположенные в галактике Дуга Дракона / © NASA’s James Webb Space Telescope
Изучение «детства» и «юности» Вселенной (от Большого взрыва до формирования галактик и звезд) помогает понять ее эволюцию и пролить свет на фундаментальные физические законы, которые определяют устройство и судьбу всего космоса. Особый интерес представляют звезды в древних галактиках — до сих пор изучать «звездное население» (то есть количество и типы звезд) удавалось лишь в ближайших к нам галактиках, таких как Андромеда или Магеллановы Облака. Более удаленные от Земли звездные сокровищницы оставались за пределами возможностей.
Все изменилось после начала работы орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб»: ее высокая чувствительность и способность фиксировать слабый свет показали, что всего через 600 миллионов лет после Большого взрыва во Вселенной сформировались «развитые» галактики, подобные современным. Подробнее о том, как этот астрономический инструмент изменил устоявшиеся представления о космосе, Naked Science рассказывал ранее.
Теперь международная исследовательская группа под руководством Фэнву Суна (Fengwu Sun) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) впервые в истории рассмотрела сразу 44 звезды в галактике Дуга Дракона, которая сформировалась, когда возраст Вселенной составлял примерно половину от нынешнего (13,8 миллиарда лет). Правда, если бы между Землей и Дугой Дракона не расположилось массивное скопление галактик Abell 370, никаких светил ученые не увидели бы.
Дело в том, что скопление Abell 370 стало своеобразной «лупой», увеличившей зафиксированное «Джеймсом Уэббом» изображение: его гравитация искривила свет так, что Дуга Дракона растянулась, подобно длинному зеркальному коридору. Если говорить точнее, то речь идет о предсказанном Альбертом Эйнштейном эффекте гравитационного линзирования — своеобразном искажении реальности в области фотографируемого пространства.
И это еще не все: внутри самого скопления нашлись «звезды-бродяги» — одиночные светила, «выброшенные» гравитацией из родных галактик, которые, двигаясь перед Дугой Дракона, ненадолго усилили яркость отдельных звезд. Именно это «двойное» увеличение позволило авторам нового исследования зафиксировать рекордное количество звезд (наблюдение одной или двух звезд в настолько удаленных галактиках — редкая удача). Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Поскольку новые светила обнаружили во время повторных наблюдений Дуги Дракона (почти случайно), астрономы планируют искать похожие явления в уже изученных областях, «ловя» звезды в моменты усиления светимости с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Такой подход позволит понять, какие типы светил формировались в относительно молодой Вселенной, а также сравнить процессы звездообразования разных эпох.
Результаты нового исследования продемонстрировали, что изучение большого количества звезд в далеких галактиках теперь возможно. Более того, высокая чувствительность «Джеймса Уэбба» наряду с мощным эффектом гравитационного линзирования может помочь в поисках таинственной темной материи, создающей гравитационное поле но практически не наблюдаемой в электромагнитном диапазоне. Считается, что она оказывает гравитационное воздействие на космические объекты и влияет на структуру скопления галактик.
