Hubble melihat supergiant biru pada jarak 10 miliar tahun cahaya. Ini adalah bintang terjauh dalam sejarah pengamatan.

Himpunan gambar menunjukkan gugusan galaksi lensa-gravitasi yang melaluinya bintang baru ditemukan. Supergiant biru, nama kode Icarus, ditandai dengan panah putih di foto kanan bawah. Foto: NASA / ESA / P. Kelly

Para astronom telah lama menggunakan microlensing gravitasi untuk "meningkatkan rasio bukaan" dari teleskop puluhan atau ribuan kali - dan untuk mengamati bentangan ruang ultra-panjang yang miliaran tahun cahaya jauhnya dari kita di ruangwaktu. Berulang kali dengan cara ini ditemukan galaksi yang sangat panjang, dan kadang-kadang bahkan bintang individual. Tetapi bintang yang sekarang ditemukan, dengan nama kode Icarus, adalah 100 kali lebih jauh dari bintang-bintang yang diamati sebelumnya, dengan pengecualian ledakan supernova.

Sebuah tim peneliti internasional telah menerbitkan bukti bahwa sebuah objek yang ditemukan melalui gugusan galaksi lensa gravitasi adalah supergiant biru hampir 10 miliar tahun cahaya dari kita. Yaitu, Hubble merekam cahaya yang dipancarkan oleh bintang hanya 4,4 miliar tahun setelah Big Bang.

Microlensing gravitasi adalah efek yang diprediksi oleh teori relativitas umum Einstein. Itu terjadi ketika benda besar (planet, bintang, galaksi, gugusan galaksi, gugus materi gelap) mengubah arah penyebaran radiasi elektromagnetik dengan medan gravitasinya, seperti halnya lensa biasa mengubah arah berkas cahaya. Ternyata semacam analog dari lensa yang melaluinya hanya objek yang jauh yang dapat dilihat.

Dalam hal ini, sekelompok galaksi adalah lensa gravitasi. Itu secara acak mengembara antara Bumi dan objek latar belakang yang jauh, biasanya memberikan perbesaran tambahan sekitar 50 kali. Jika, dalam sekelompok galaksi lensa, oleh kebetulan yang beruntung, ada objek yang lebih kecil dan sejajar sempurna, maka latar belakang dapat ditingkatkan 5.000 kali.


Seperti yang sering terjadi, penemuan itu dilakukan secara tidak sengaja. Hubble menemukan Icarus dengan mengamati supernova Refsdal. Menurut kalkulasi, segera cahaya dari supernova seharusnya telah dilindungi oleh gugus galaksi MACS J1149, yang terletak pada jarak sekitar 5 miliar tahun cahaya. Tetapi sementara supernova belum muncul di bidang pandang, selama pengamatan, para astronom terkejut menemukan sumber cahaya baru di sektor yang sama. Luminositas bintang berangsur-angsur meningkat.


Foto: NASA / ESA / P. Kelly

Para peneliti menggunakan Hubble mengukur spektrum bintang - dan memperhatikan bahwa suhu bintang tetap tidak berubah, meskipun ada peningkatan kecerahan. Ini berarti bahwa teleskop ruang angkasa belum melihat supernova lain seperti Refsdal, tetapi semacam bintang yang stabil. Selain itu, cahaya dari itu melewati tidak hanya melalui lensa cluster galaksi MACS J1149, tetapi juga melengkung oleh beberapa benda kecil tapi masif di dalam cluster. Akibatnya, microlensing dilakukan dengan koefisien lebih dari 2000.



"Kita tahu bahwa microlensing disebabkan oleh bintang, atau bintang neutron, atau lubang hitam massa bintang," kata Steven Rodney dari University of South Carolina dalam siaran pers , rekan penulis surat kabar itu. Karena itu, penemuan Icarus akan memungkinkan para astronom mendapatkan ide-ide baru tentang komposisi gugusan galaksi itu sendiri, jelasnya. Mengingat bahwa gugusan galaksi adalah beberapa struktur yang paling masif dan luas di alam semesta kita, mempelajari komposisi mereka pasti akan membantu meningkatkan pemahaman kita secara keseluruhan tentang alam semesta.

Para ilmuwan percaya bahwa bintang terbuka Icarus (MACS J1149 Lensed Star 1) akan membantu mempelajari lebih baik tentang salah satu materi paling misterius di Semesta - materi gelap. Setidaknya menyingkirkan beberapa teori paling eksotis. "Jika materi gelap setidaknya sebagian terdiri dari lubang hitam dengan massa relatif rendah, seperti yang baru-baru ini diusulkan, maka kita akan melihatnya dalam kelengkungan cahaya dari Icarus," kata Patrick Kelly, ahli astrofisika di University of Minnesota dan penulis terkemuka karya ilmiah. "Pengamatan kami tidak mengkonfirmasi kemungkinan bahwa sebagian besar materi gelap terdiri dari lubang hitam dengan massa sekitar 30 kali massa Matahari."

Artikel ilmiah ini diterbitkan pada 2 April 2018 dalam jurnal Nature Astronomy (doi: 10.1038 / s41550-018-0430-3).