O Hubble viu uma supergigante azul a uma distância de 10 bilhões de anos-luz. Esta é a estrela mais distante da história das observações.

O conjunto de imagens mostra o aglomerado de galáxias com lentes gravitacionais através das quais uma nova estrela é descoberta. O supergigante azul, de codinome Icarus, é marcado com uma seta branca na foto inferior direita. Fotos: NASA / ESA / P. Kelly

Os astrônomos usam há muito tempo a microlente gravitacional para "aumentar a taxa de abertura" de um telescópio dezenas ou milhares de vezes - e observar seções ultra longas do espaço que estão bilhões de anos-luz de distância de nós no espaço-tempo. Repetidamente, dessa maneira, descobrimos galáxias ultra longas e, às vezes, até estrelas individuais. Mas a estrela agora encontrada, com o codinome Ícaro, é 100 vezes mais distante do que qualquer uma das estrelas observadas anteriormente, com exceção das explosões de supernovas.

Uma equipe internacional de pesquisadores publicou evidências de que um objeto descoberto através de um aglomerado de galáxias de lentes gravitacionais é uma supergigante azul a quase 10 bilhões de anos-luz de nós. Ou seja, o Hubble registrou a luz emitida por uma estrela apenas 4,4 bilhões de anos após o Big Bang.

O microlente de gravidade é um efeito previsto pela teoria geral da relatividade de Einstein. Ocorre quando um corpo maciço (planeta, estrela, galáxia, aglomerado de galáxias, aglomerado de matéria escura) muda sua direção de propagação da radiação eletromagnética com seu campo gravitacional, assim como uma lente comum altera a direção de um feixe de luz. Acontece um tipo de análogo da lente através do qual apenas objetos distantes podem ser vistos.

Nesse caso, um aglomerado de galáxias era a lente gravitacional. Vagando aleatoriamente entre a Terra e objetos de fundo distantes, geralmente fornecendo uma ampliação adicional de cerca de 50 vezes. Se, em um aglomerado de uma galáxia de lentes, por uma coincidência de sorte, houver um objeto menor e perfeitamente alinhado, o fundo poderá ser aumentado 5.000 vezes.


Como costuma acontecer, a descoberta foi feita por acidente. Hubble descobriu Ícaro observando a supernova Refsdal. De acordo com os cálculos, em breve a luz da supernova deveria ter sido captada pelo aglomerado galáctico MACS J1149, localizado a uma distância de cerca de 5 bilhões de anos-luz. Mas enquanto a supernova ainda não apareceu no campo de visão, durante as observações, os astrônomos ficaram surpresos ao encontrar uma nova fonte de luz no mesmo setor. A luminosidade da estrela aumentou gradualmente.


Fotos: NASA / ESA / P. Kelly

Pesquisadores que usavam o Hubble mediram o espectro da estrela - e notaram que a temperatura da estrela permaneceu inalterada, apesar do aumento no brilho. Isso significa que o telescópio espacial não notou ainda outra supernova como Refsdal, mas algum tipo de estrela estável. Além disso, a luz dela passa não apenas pelas lentes do aglomerado galáctico MACS J1149, mas também é curvada adicionalmente por algum objeto pequeno, mas maciço, dentro do aglomerado. Como resultado, a microlente é realizada com um coeficiente superior a 2000.



"Sabemos que o microlente foi causado por uma estrela, ou uma estrela de nêutrons ou um buraco negro de massa estelar", disse Steven Rodney, da Universidade da Carolina do Sul, em um comunicado de imprensa , co-autor do artigo. Portanto, a descoberta de Ícaro permitirá que os astrônomos tenham novas idéias sobre a composição do próprio aglomerado galáctico, explicou. Dado que os aglomerados de galáxias são algumas das estruturas mais massivas e ampliadas de nosso universo, o estudo de sua composição ajudará inevitavelmente a aumentar nossa compreensão geral do universo.

Os cientistas acreditam que a estrela aberta Icarus (MACS J1149 Lensed Star 1) ajudará a aprender melhor sobre um dos materiais mais misteriosos do Universo - a matéria escura. Pelo menos eliminar algumas das teorias mais exóticas. "Se a matéria escura consistir pelo menos parcialmente em buracos negros de massa relativamente baixa, como foi proposto recentemente, então a veremos na curvatura da luz de Ícaro", diz Patrick Kelly, astrofísico da Universidade de Minnesota e principal autor de trabalhos científicos. "Nossas observações não confirmam a possibilidade de a maior parte da matéria escura consistir em buracos negros com massa de cerca de 30 vezes a massa do Sol".

O artigo científico foi publicado em 2 de abril de 2018 na revista Nature Astronomy (doi: 10.1038 / s41550-018-0430-3).