Felfedezték az univerzum legtávolabbi, legrégebbi csillagát

Nem sokkal az univerzum keletkezése után létezett az a csillag, amit a Hubble űrteleszkóp segítségével fedezett fel egy nemzetközi csillagászcsapat. A felfedezésről szerdán számolt be rendkívüli közleményben Brian Welch és Dan Coe, két baltimore-i csillagász, a projekt vezető kutatói. Tanulmányukat a Nature tudományos folyóiratban tették közzé március 30-án.

A NASA Hubble-űrteleszkópja egy olyan csillag fényét észlelte, amely nem sokkal az ősrobbanáskor keletkezhetett: az Earendelnek elnevezett égitest a csillagászok szerint az univerzum születése utáni első egymilliárd évben létezett. Az Earendel (óangolul hajnalcsillag) az eddig megfigyelt legtávolabbi csillag, tőlünk olyan messze, hogy fénye 12,9 milliárd év alatt érte el a Földet.

Az Earendel, ahogy most látjuk, az univerzumnak azt az állapotát mutatja, ami az általunk ismert jelenlegi korának 7 százaléka. Mivel földi mércével mérve rendkívül régen született, nagy valószínűséggel már szupernóvává vált az alatt a 12,9 milliárd év alatt, míg fénye elért a hozzánk.

Lencsés felfedezés

A felfedezés hatalmas ugrást jelent a korábbi rekordtartóhoz képest, amit ugyancsak a Hubble űrtávcsővel észleltek 2018-ban. Az a csillag (a MACS J1149+2223 Lensed Star 1, azaz „Icarus”) akkor létezett, amikor az univerzum körülbelül 4 milliárd éves volt.

A csillag felfedezését a WHL0137-08 hatalmas galaxishalmaz segítette: a WHL0137-08 masszív tömege meggörbíti maga körül a csillagközi teret, és az ebből adódó erős nagyító hatás révén a halmaz mögé tudtak tekinteni a csillagászok. A gravitációs lencsézés pedig épp eléggé felnagyította a csillag fényét ahhoz, hogy a Hubble észlelni tudja a tér fodrozódó szövetében az Earendel halvány vörös foltját.

A csillagászok arra számítanak, hogy az Earendel még évekig látható marad, és a James Webb űrteleszkóppal is meg tudják figyelni. Mivel az Earendel fénye a világegyetem tágulása miatt az infravörös tartományba tolódott el, az infravörös fényre érzékeny Webb tökéletes eszköz lehet majd a távoli csillag tanulmányozására.

A NASA hamarosan működésbe lépő James Webb-űrtávcsöve tehát a tervek szerint vizsgálja majd az Earendel fényességét, hőmérsékletét és összetételét. Bár kicsi az esélye annak, hogy az Earendel az univerzum első generációs csillagai közé tartozik, a csillagászok nagyon várják a korai univerzum környezetével kapcsolatos új eredményeket. A felfedezés ígéretesnek ígérkezik a nagyon korai csillagkeletkezés eddig feltérképezetlen korszakának feltárására.

Ablak az univerzum születésére

A kutatócsoport becslései szerint az Earendel legalább 50-szer nagyobb tömegű és több milliószor fényesebb volt, mint a mi Napunk. A csillagászok jelenleg azt nem tudják megállapítani, hogy az Earendel kettős csillag-e, bár a legtöbb nagy tömegű csillagnak van legalább egy kisebb kísérőcsillaga. „A Webb segítségével megerősíthetjük, hogy az Earendel valóban egy csillag-e” – mondta Dan Coe, aki szerint a Webb adataival leszűkíthetik a csillag típusát és pontosíthatják életciklusának szakaszát is.

„Az Earendel olyan régen létezett, hogy talán nem is ugyanazokból az anyagokból állt, mint a ma körülöttünk lévő csillagok” – magyarázta Brian Welch. Az Earendel összetétele nagyon érdekelheti a csillagászokat, mivel még azelőtt keletkezett, hogy az univerzum megtelt volna a nagy tömegű csillagok egymást követő generációi által termelt nehéz elemekkel. Ha a további vizsgálatok azt találják, hogy az Earendel csak őseredeti hidrogénből és héliumból áll, akkor ez lenne az első bizonyíték a legendás III. populációs csillagokra, amelyek a feltételezések szerint az ősrobbanás után született legelső csillagok voltak. Bár a valószínűség kicsi, Welch elismeri, hogy mégis csábító ez a lehetőség:

Az Earendel tanulmányozása ablak lesz az univerzum egy olyan korszakára, amelyet nem ismerünk, de amely mindahhoz vezetett, amit ismerünk. Olyan, mintha egy nagyon érdekes könyvet olvasnánk, de a második fejezettel kezdtük volna, és most lehetőségünk lesz megnézni, hogyan kezdődött minden.

„A Webb segítségével talán még az Earendelnél is távolabbi csillagokat láthatunk, ami hihetetlenül izgalmas lenne” – mondta Welch. „Olyan messzire megyünk vissza, amennyire csak tudunk. Nagyon szeretném, ha Webb megdöntené Earendel távolsági rekordját.

Nyitókép: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI), Alyssa Pagan (STScI)