Представляючи собі далекі зірки, ми зазвичай думаємо про відстані в десятки, сотні або тисячі світлових років. Всі ці світила належать до нашій Галактиці – Чумацькому Шляху. Сучасні телескопи здатні вирішити зірки в найближчих галактиках – відстань до них може досягати десятків мільйонів світлових років. Але наскільки далеко простягаються можливості спостережної техніки, особливо коли їй допомагає природа? Нещодавнє дивовижне відкриття Ікара – самої далекої зірки у Всесвіті з числа відомих на сьогоднішній день – свідчить про можливості спостереження надзвичайно віддалених космічних феноменів.
Допомога природи
Існує явище, завдяки якому астрономам може бути доступно спостереження найбільш далеких об’єктів Всесвіту. Називається воно гравітаційним лінзуванням, є одним з наслідків загальної теорії відносності і пов’язане з відхиленням світлового променя в поле тяжіння.
Ефект лінзування полягає в тому, що якщо між спостерігачем і джерелом світла на промені зору розташовується якийсь масивний об’єкт, то світлові промені, викривляючись в його гравітаційне поле, створюють спотворене або множинне зображення джерела. Строго кажучи, промені відхиляються в полі тяжіння будь-якого тіла, але найбільш помітний ефект дають, звичайно, самі масивні утворення Всесвіту – скупчень галактик.
У випадках, коли в якості лінзи виступає мале космічне тіло, наприклад одиночна зірка, візуальне спотворення джерела практично неможливо зафіксувати, але яскравість його може істотно зрости. Така подія називають микролинзированием. В історії відкриття самої далекої від Землі зірки зіграли роль обидва типи гравітаційного лінзування.
Як сталося відкриття
Виявлення Ікара сприяла щаслива випадковість. Астрономи вели спостереження одного з віддалених скупчень галактик MACS J1149.5+2223, що знаходиться приблизно в п’ять мільярдів світлових років від нас. Воно цікаво як гравітаційна лінза, завдяки особливій конфігурації якій світлові промені викривляються по-різному і проходять у результаті різні відстані до спостерігача. Внаслідок цього окремі елементи линзированного зображення джерела світла повинні зміщуватись.
У 2015 році астрономи чекали передбаченої в рамках даного ефекту повторного спалаху наднової Рефсдаль в дуже далекій галактиці, світло від якої досягає Землі за 9,34 мільярда років. Очікуване подія дійсно відбулося. Але на знімках 2016-2017 років, отриманих телескопом «Хаббл», крім наднової, виявилося ще дещо, не менш цікаве, а саме зображення зірки, що належить до тієї ж віддаленій галактиці. За характером блиску визначили, що це – не наднова, не гамма-сплеск, а звичайна зірка.
Побачити окреме світило на такій величезній відстані стало можливо завдяки події мікролінзування в самій галактиці. Випадковим чином перед зіркою пройшов об’єкт – швидше за все, інша зірка – з масою порядку сонячної. Сам він, звичайно, залишився невидимим, але його полі гравітації посилило блиск джерела світла. У поєднанні з линзирующим ефектом кластера MACS J1149.5+2223 це явище дало посилення яскравості самої далекої видимої зірки в 2000 разів!
Зірка по імені Ікар
Нововідкритому світила було присвоєно офіційне найменування MACS J1149.5+2223 LS1 (Lensed Star 1) власне ім’я – Ікар. Попередній рекордсмен, що носило гордий титул самої далекої зірки, яку вдалося спостерігати, розташований в сто разів ближче.
Ікар надзвичайно яскравий і гарячий. Це блакитний сверхгигант спектрального класу Ст. Астрономам вдалося визначити основні характеристики зірки, такі як:
- маса – не менше 33 мас Сонця;
- світність – перевищує сонячну приблизно в 850 000 разів;
- температура – від 11 до 14 тисяч кельвін;
- металлічность (вміст хімічних елементів важче гелію) – близько 0,006 сонячної.
Доля самої далекої зірки
Подія мікролінзування, що дозволило побачити Ікар, відбулося, як ми вже знаємо, 9,34 мільярда років тому. Вік Всесвіту становив тоді близько 4,4 мільярда років. Знімок цієї зірки – свого роду мелкомасштабный стоп-кадр тієї давньої епохи.
За час, протягом якого світло, випущене 9 з гаком мільярдів років тому, подолав відстань до Землі, космологічне розширення Всесвіту відсунуло галактику, в якій жила сама далека зірка, до відстані 14,4 мільярда світлових років.
Сам же Ікар, згідно сучасним уявленням про еволюцію зірок, давно припинив існування, адже чим масивніше зірка, тим коротшим має бути час її життя. Не виключено, що частина речовини Ікара послужила будівельним матеріалом для нових світил і, цілком можливо, їх планет.
Чи побачимо ми його знову
Незважаючи на те, що випадковий акт мікролінзування – дуже короткочасна подія, вчені мають шанс побачити Ікара знову, і навіть з більшою яскравістю, оскільки у великому линзирующем скупченні MACS J1149.5+2223 безліч зірок повинно знаходитися поблизу променя зору Ікар – Земля, і перетнути цей промінь може будь-яка з них. Зрозуміло, є ймовірність побачити таким же чином та інші віддалені зірки.
А може бути, коли-небудь астрономам пощастить зафіксувати грандіозний вибух – спалах наднової, якою завершила своє життя сама далека зірка.
