Új év, új mérföldkő: a James Webb-űrtávcső (JWST) képei segítségével 44 egyedi csillagot sikerült azonosítani egy rendkívül távoli galaxisban, félúton a megfigyelhető Világegyetem határán (z=0,725-ös vöröseltolódásnál). A csillagászok mind ez idáig úgy gondolták, hogy ekkora távolságban lehetetlen egyedi csillagokat azonosítani – hasonlóan, mintha egy binokulárral szeretnénk porszemeket megpillantani a Hold egyik kráterében.

Az újonnan felfedezett 44 csillag – a távoli galaxisokban megfigyelt csillagok eddigi legnagyobb gyűjteménye – egy messzi, rejtett galaxishoz tartozik, amelynek fénye a lenti kép középpontjától balra lévő, meglepően hosszú, Sárkányként is becézett szálban tekeredik fel.  (A Sárkány-ív egy távoli galaxisnak az Abell 370 galaxis hatására létrejött lencsézett képe.) A Sárkány-ív szülőgalaxisának a fénye kb. 6,5 milliárd éve kezdte meg az utazását a világűrben, amikor a Világegyetem kora a jelenleginek csupán a fele volt,. A kutatók a Sárkány-ívben található új csillagok színének analízisével megállapították, hogy a csillagok a végső fejlődési állapotban lévő vörös óriáscsillagok. 

A Földtől közel 4 milliárd fényévre lévő galaxishalmaz, az Abell 370 számos fényívet tartalmaz, közöttük a Sárkány-ívet (a középponttól balra lent). Ezek az ívek gravitációs lencsézéssel jönnek létre: ennek során a nagy tömegű galaxishalmaz mögött elhelyezkedő, nagyon távoli galaxisok fénye – miközben a Föld felé közeledik – elhajlik az Abell 370 körül, annak erős gravitációs hatása következtében. Ez pedig eltorzult képeket eredményez. (A kép forrása: NASA)

A Sárkány-ív valójában egyetlen háttér-spirálgalaxis számos megkettőzött képének a szövevénye, az Abell 370 galaxishalmaz hatására létrejövő lenyűgöző kozmikus leképezések összessége. Az Abell 370 tőlünk hozzávetőleg 4 milliárd fényévre (z=0,375-ös vöröseltolódásnál), a Cet csillagképben helyezkedik el. A zsúfolt terület több száz gravitációsan kötött galaxis elképesztő társaságának ad otthont. Körülbelül száz másik távoli, eddig még nem látott galaxis jelent meg halvány fényfoszlányokként a galaxishalmazba összegabalyodva, amely mint egy hatalmas, közbülső kozmikus lencse felerősítette és eltorzította a háttérben lévő galaxisok fényét. Ezáltal pedig a háttérgalaxisok megfigyelhetővé váltak a megfelelően nagy felbontású és érzékenységű JWST számára. Ezeket a fényíveket alaposan megvizsgálva a csillagászok eddig soha nem látott részletességgel tudták tanulmányozni a messzi galaxisokat.

Fengwu Sun, a Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian posztdoktori ösztöndíjasa és a tanulmány társszerzője bukkant rá a csillaghalmazra, miközben egy gravitációsan lencsézett háttérgalaxist keresett a JWST által 2022 és 2023-ban a Sárkány-ívről készített képeken. (A gravitációs lencsék JWST-vel való vizsgálati lehetőségeiről már korábban is hírt adtunk). A gravitációs lencsézés azonban nem csak nagyon nagy tömegű objektumok környezetében léphet fel. Ahogyan a jelen cikk is említi, a csillagok (sőt a bolygók) is képesek saját gravitációjukkal meghajlítani a téridőt. Ezt a jelenséget nevezik gravitációs mikrolencsézésnek.) „Amikor feldolgoztuk az adatokat, rájöttünk, hogy ott sok egyedi csillagszerű pont volt” – nyilatkozta. „Ez egy izgalmas eredmény volt, mivel ez volt az első eset, amikor ilyen sok egyedi csillagot tudtunk megfigyelni ennyire távol a Földtől.”

Azonban még a JWST számára is kihívást jelentene ennyi fényes csillag azonosítása az Abell 370 előtércsillagainak szerencsés, véletlenszerű segítsége nélkül. A Sun és munkatársai által publikált tanulmány szerint ugyanis ezek a csillagok rövid időre egy vonalba kerültek a háttérben lévő rejtett galaxis csillagaival, és gravitációs hatásuk révén rövid időre megnövelték a Sárkány-ív csillagainak fényességét.

Az egymást követően készített képeken az egyes csillagok fényessége tehát más és más volt, így a csillagok „képről képre megjelennek és eltűnnek, mint egy csillogó karácsonyfa”, nyilatkozta a tanulmány egy másik társszerzője, Nicholas Foo az Arizona State University-ről. Ezen felvételek együttes és mélyreható tanulmányozása vezetett végül az egyedi csillagok beazonosításához.

A fenti eredményeket bemutató tanulmányt január 6-án publikálták a Nature Astronomy folyóiratban.

A híranyag a Kulturális és Innovációs Minisztérium Egyetemi Kutatói Ösztöndíj Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával, az EKÖP-24-4-SZTE-674 számú pályázathoz kapcsolódóan készült.

Forrás: space.com (2025.01.07.)