تُظهر مجموعة الصور مجموعة المجرات بعدسات الجاذبية التي يتم من خلالها اكتشاف نجم جديد. العملاق الأزرق ، المسمى إيكاروس ، يتميز بسهم أبيض في الصورة اليمنى السفلية. صور: ناسا / إيسا / ب. كيلياستخدم الفلكيون منذ فترة طويلة العدسة
الميكروية التثاقلية "لزيادة نسبة الفتحة" لعشرات التلسكوبات أو آلاف المرات - ولملاحظة مساحات طويلة جدًا من الفضاء تبعد عنا مليارات السنين الضوئية في الزمكان. اكتشف بهذه الطريقة بشكل متكرر المجرات الطويلة جدًا ، وأحيانًا حتى النجوم الفردية. لكن النجم الذي تم العثور عليه الآن ، والذي يحمل الاسم الرمزي إيكاروس ، هو
أبعد 100 مرة من أي من النجوم التي تمت ملاحظتها سابقًا ، باستثناء انفجارات السوبرنوفا.
نشر فريق دولي من الباحثين
أدلة على أن جسمًا تم اكتشافه من خلال مجموعة من المجرات بعدسات الجاذبية هو عملاق أزرق عملاق يبعد عنا حوالي 10 مليار سنة ضوئية. أي أن هابل سجل الضوء المنبعث من نجم بعد 4.4 مليار سنة فقط من الانفجار العظيم.
العدسة الميكروية للجاذبية هي تأثير تنبأت به نظرية النسبية العامة لأينشتاين. يحدث هذا عندما يقوم جسم ضخم (كوكب ، نجم ، مجرة ، مجموعة من المجرات ، مجموعة من المادة المظلمة) بتغيير اتجاه انتشار الإشعاع الكهرومغناطيسي مع مجال الجاذبية ، تمامًا مثل العدسة العادية التي تغير اتجاه شعاع الضوء. وتبين نوعًا من التناظرية للعدسة يمكن من خلالها عرض الأشياء البعيدة فقط.
في هذه الحالة ، كانت مجموعة من المجرات هي عدسة الجاذبية. يتجول بشكل عشوائي بين الأرض والأجسام الخلفية البعيدة ، وعادة ما يوفر تكبيرًا إضافيًا يبلغ حوالي 50 مرة. إذا ، في مجموعة من مجرة العدسة ، بمصادفة محظوظة ، كان هناك جسم أصغر ومحاذاة بشكل مثالي ، عندئذ يمكن زيادة الخلفية 5000 مرة.
كما يحدث في كثير من الأحيان ، تم الاكتشاف عن طريق الصدفة. اكتشف هابل إيكاروس بملاحظة السوبرنوفا ريفسدال. وفقًا للحسابات ، سرعان ما كان يجب أن يسلط الضوء على ضوء المستعر الأعظم بواسطة مجموعة المجرات MACS J1149 ، والتي تقع على مسافة حوالي 5 مليار سنة ضوئية. ولكن في حين أن المستعر الأعظم لم يظهر بعد في مجال الرؤية ، فوجئ الفلكيون بإيجاد مصدر ضوء جديد في نفس القطاع أثناء الملاحظات. ازداد لمعان النجم تدريجيًا.
صور: ناسا / إيسا / ب. كيليقام الباحثون باستخدام هابل بقياس طيف النجم - ولاحظوا أن درجة حرارة النجم ظلت دون تغيير ، على الرغم من زيادة السطوع. هذا يعني أن التلسكوب الفضائي لم يلاحظ مستعر أعظم آخر مثل Refsdal ، ولكن نوعًا ما من النجوم المستقرة. علاوة على ذلك ، يمر الضوء ليس فقط من خلال عدسة الكتلة المجرية MACS J1149 ، ولكن أيضًا منحني أيضًا بواسطة جسم صغير ولكنه ضخم داخل الكتلة. ونتيجة لذلك ، يتم إجراء العدسة الميكروية بمعامل أكثر من 2000.
قال ستيفن رودني من جامعة كارولينا الجنوبية في
بيان صحفي شارك في تأليف الورقة: "نحن نعلم أن العدسة الدقيقة نجمت عن نجم أو نجم نيوتروني أو ثقب أسود من الكتلة النجمية". ولذلك ، فإن اكتشاف إيكاروس سيسمح لعلماء الفلك بالحصول على أفكار جديدة حول تكوين الكتلة المجرية نفسها ، كما أوضح. بالنظر إلى أن مجموعات المجرات هي بعض من أضخم الهياكل وأوسعها في الكون ، فإن دراسة تكوينها سيساعد حتمًا على زيادة فهمنا الشامل للكون.
يعتقد العلماء أن النجم المفتوح إيكاروس (MACS J1149 Lensed Star 1) سيساعد على التعرف بشكل أفضل على واحدة من أكثر المواد الغامضة في الكون - المادة المظلمة. على الأقل تخلص من بعض النظريات الأكثر غرابة. يقول باتريك كيلي ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة مينيسوتا والمؤلف الرائد في العمل العلمي: "إذا كانت المادة المظلمة تتكون جزئيًا على الأقل من ثقوب سوداء منخفضة الكتلة نسبيًا ، كما تم اقتراحه مؤخرًا ، فإننا سنراها في انحناء الضوء من إيكاروس". "ملاحظاتنا لا تؤكد احتمال أن معظم المادة المظلمة تتكون من مثل هذه الثقوب السوداء مع كتلة تبلغ حوالي 30 ضعف كتلة الشمس."
تم
نشر المقالة العلمية في 2 أبريل 2018 في مجلة
Nature Astronomy (doi: 10.1038 / s41550-018-0430-3).