«Прощай, Фродо Бэггинс. Я дарю тебе свет Эарендиля — нашей любимой звезды Намарии. Пусть он светит тебе во мраке, когда весь прочий свет угаснет».
Галадриэль («Властелин колец. Братство кольца»)
Поклонникам творчества Джона Толкина знакомо имя Эарендиля — фантастического персонажа, мореплавателя, который вознёсся на небо и стал путеводной звездой. Теперь же, спустя 12,9 миллиарда лет, и до нас дошёл свет звезды Эарендил, правда, на этот раз настоящей, а не вымышленной. Астрономы так назвали недавно обнаруженную звезду — самую далёкую от нас, а значит, и самую древнюю из известных на сегодняшний день. Это открытие стало ещё одним в копилке космического телескопа Hubble. А всё благодаря удачному стечению «космических» обстоятельств. Как это получилось, читайте в нашей статье.
Астрономы заглядывают в прошлое, когда наблюдают далёкие объекты. Свет распространяется с постоянной скоростью — почти 300 тысяч километров в секунду, и чем дальше находится астрономический объект, тем больше времени потребуется свету, чтобы добраться до нас. Когда свет от далёких галактик или звёзд достигает Земли, объекту, который излучает этот свет, могут быть уже миллиарды лет.
Самые далёкие объекты, которые астрономам удавалось увидеть — массивные галактики и квазары, существовавшие 13,2 и 13,4 миллиарда лет назад (возраст Вселенной оценивается в 13,8 миллиарда лет). Однако для земного наблюдателя это лишь точечные источники излучения, в которых отдельные звёзды рассмотреть не представляется возможным.
Все звёзды, которые до сих пор могли наблюдать астрономы, в основном находятся в нашей галактике либо же в пределах ближайших галактических соседей. Чтобы изучать очень далёкие светила, учёным необходимы мощные телескопы, такие как James Webb.
Однако у астрономов есть инструмент, который дала им сама природа. С его помощью можно увидеть рекордно далекие галактики и звёзды. Речь идёт о гравитационном линзировании. Когда между нами и удалённым объектом находится какой-либо массивный объект (галактика или скопление галактик), последний действует как огромная линза, изменяя направление излучения от фонового объекта. В результате можно получить более яркое, однако часто искажённое изображение (одно или даже несколько) исследуемого объекта — звезды, сверхновой или галактики. При этом учёные могут оценивать свойства наблюдаемого объекта даже по искажённым изображениям.
Используя этот метод, астрономы в 2018 году отыскали рекордно далёкую звезду MACS J1149+2223 Lensed Star 1 (или Икар) — голубого сверхгиганта, свет от которого шёл до нас 9 миллиардов лет. Эта звезда существовала, когда Вселенной было около 4-х миллиардов лет.
Однако теперь этот рекорд побит. Свет от новой обнаруженной звезды шёл до нас 12,9 миллиарда лет! Звезду назвали Эарендил (обозначена как WHL0137-LS), и Hubble увидел её такой, какая она была в молодой Вселенной возрастом всего 900 миллионов лет. Но поскольку Вселенная расширяется, расстояние до Эарендила теперь составляет 28 миллиардов световых лет.В роли линзы выступило массивное скопление галактик WHL0137-08, расположенное в 6 миллионах световых лет от нас в созвездии Кита. Оно породило вытянутое в дугу изображение родительской галактики Эарендила. Учёные назвали её Sunrise Arc («Дуга рассвета»). Однако не вся галактика искажена одинаково: некоторые её части увеличились сильнее, чем другие. Благодаря удачному взаимному расположению WHL0137-08 и Земли, наибольшее увеличение получил объект, находящийся дальше других, обнаруженных в «Дуге рассвета» — Эарендил.
По оценкам астрономов Эарендил массивнее Солнца в 50—500 раз и в миллионы раз ярче. С помощью компьютерного моделирования астрономы ограничили его размер — менее 2 световых лет в поперечнике. Это говорит от том, что обнаруженный объект не может быть звёздным скоплением. Кроме того, за 3,5 года наблюдений яркость Эарендила не изменилась. Это означает, что мы имеем дело не с кратковременным событием, например, взрывом сверхновой или приливным разрушением звезды чёрной дырой. Поэтому, вероятнее всего, Эарендил — одиночная звезда или двойная звёздная система.
Эарендила уже давно нет — звезда была настолько массивной, что прожила всего несколько миллионов лет. Считается, что самое первое поколение звёзд, образовавшихся после Большого взрыва — население III — содержит только водород и гелий. Астрономы пока не нашли ни одного представителя населения III. Эарендил вряд ли относится к этому поколению звёзд, поскольку на тот момент оно, скорее всего, уже исчезло. Однако Эарендил может быть одной из ранних массивных звёзд, которые начали производить в своих недрах первые тяжёлые элементы и запустили дальнейшую химическую эволюцию, благодаря которой появились в том числе и мы.
Ожидается, что в скором времени новооткрытая звезда станет целью наблюдений космического телескопа James Webb и астрономы смогут оценить массу, температуру, спектральный класс и химический состав Эарендила. Это поможет узнать, какие типы звёзд существовали на самых ранних этапах эволюции Вселенной.
Автор: Алина Нестерова
Источники: www.nasa.gov, phys.org, skyandtelescope.org, www.livescience.com, www.space.com