Der Hubble sah einen blauen Überriesen in einer Entfernung von 10 Milliarden Lichtjahren. Dies ist der am weitesten entfernte Stern in der Geschichte der Beobachtungen.

Die Bilder zeigen den Gravitationslinsen-Galaxienhaufen, durch den ein neuer Stern entdeckt wird. Der blaue Überriese mit dem Codenamen Ikarus ist auf dem Foto unten rechts mit einem weißen Pfeil markiert. Fotos: NASA / ESA / P. Kelly

Astronomen verwenden seit langem Gravitationsmikrolinsen , um das Öffnungsverhältnis eines Teleskops zehn- oder tausendfach zu erhöhen - und um ultralange Raumabschnitte zu beobachten, die in der Raumzeit Milliarden von Lichtjahren von uns entfernt sind. Auf diese Weise wurden wiederholt ultralange Galaxien und manchmal sogar einzelne Sterne entdeckt. Aber der jetzt gefundene Stern mit dem Codenamen Ikarus ist 100-mal weiter entfernt als jeder der zuvor beobachteten Sterne, mit Ausnahme von Supernova-Explosionen.

Ein internationales Forscherteam hat Beweise veröffentlicht , dass ein Objekt, das durch einen Gravitationslinsen-Galaxienhaufen entdeckt wurde, ein blauer Überriese ist, der fast 10 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist. Das heißt, Hubble hat das Licht eines Sterns nur 4,4 Milliarden Jahre nach dem Urknall aufgezeichnet.

Die Schwerkraft-Mikrolinse ist ein Effekt, der von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt wird. Es tritt auf, wenn ein massereicher Körper (Planet, Stern, Galaxie, Galaxienhaufen, Haufen dunkler Materie) seine Ausbreitungsrichtung elektromagnetischer Strahlung mit seinem Gravitationsfeld ändert, genau wie eine gewöhnliche Linse die Richtung eines Lichtstrahls ändert. Es stellt sich eine Art Analogon der Linse heraus, durch die nur entfernte Objekte betrachtet werden können.

In diesem Fall war ein Galaxienhaufen die Gravitationslinse. Es wandert zufällig zwischen der Erde und entfernten Hintergrundobjekten und bietet normalerweise eine zusätzliche Vergrößerung von etwa dem 50-fachen. Wenn in einem Cluster einer Linsengalaxie zufällig ein kleineres, perfekt ausgerichtetes Objekt vorhanden ist, kann der Hintergrund um das 5.000-fache vergrößert werden.


Wie so oft wurde die Entdeckung zufällig gemacht. Hubble entdeckte Ikarus durch Beobachtung der Supernova Refsdal. Berechnungen zufolge sollte das Licht der Supernova bald vom galaktischen Cluster MACS J1149 erfasst werden, der sich in einer Entfernung von etwa 5 Milliarden Lichtjahren befindet. Obwohl die Supernova noch nicht im Sichtfeld aufgetaucht ist, waren Astronomen während der Beobachtungen überrascht, eine neue Lichtquelle im selben Sektor zu finden. Die Leuchtkraft des Sterns nahm allmählich zu.


Fotos: NASA / ESA / P. Kelly

Forscher, die den Hubble verwendeten, maßen das Spektrum des Sterns - und stellten fest, dass die Temperatur des Sterns trotz der Zunahme der Helligkeit unverändert blieb. Dies bedeutet, dass das Weltraumteleskop keine weitere Supernova wie Refsdal bemerkte, sondern eine Art stabilen Stern. Darüber hinaus tritt das Licht von ihm nicht nur durch die Linse des galaktischen Clusters MACS J1149, sondern wird zusätzlich von einem kleinen, aber massiven Objekt innerhalb des Clusters gekrümmt. Infolgedessen wird eine Mikrolinse mit einem Koeffizienten von mehr als 2000 durchgeführt.



"Wir wissen, dass die Mikrolinse entweder durch einen Stern oder einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch mit Sternmasse verursacht wurde", sagte Steven Rodney von der University of South Carolina in einer Pressemitteilung , Co-Autor des Papiers. Die Entdeckung von Ikarus werde es den Astronomen daher ermöglichen, neue Ideen über die Zusammensetzung des galaktischen Clusters selbst zu erhalten, erklärte er. Angesichts der Tatsache, dass Galaxienhaufen zu den massereichsten und ausgedehntesten Strukturen in unserem Universum gehören, wird die Untersuchung ihrer Zusammensetzung unweigerlich dazu beitragen, unser allgemeines Verständnis des Universums zu verbessern.

Wissenschaftler glauben, dass der offene Stern Ikarus (MACS J1149 Lensed Star 1) dazu beitragen wird, eines der mysteriösesten Materialien im Universum besser kennenzulernen - die Dunkle Materie. Zumindest einige der exotischsten Theorien ausmerzen. „Wenn dunkle Materie zumindest teilweise aus schwarzen Löchern mit relativ geringer Masse besteht, wie kürzlich vorgeschlagen wurde, dann würden wir dies in der Krümmung des Lichts von Ikarus sehen“, sagt Patrick Kelly, Astrophysiker an der Universität von Minnesota und führender Autor wissenschaftlicher Arbeiten. "Unsere Beobachtungen bestätigen nicht die Möglichkeit, dass der größte Teil der dunklen Materie aus solchen Schwarzen Löchern mit einer Masse von etwa dem 30-fachen der Masse der Sonne besteht."

Der wissenschaftliche Artikel wurde am 2. April 2018 in der Zeitschrift Nature Astronomy (doi: 10.1038 / s41550-018-0430-3) veröffentlicht.