שבירת שיאים של כוכבים שנראו במרחק של מיליארדי שנות אור בדרקון הקוסמי

יש גבולות למה שאנחנו יכולים לראות אלחצות את מפרץ החלל והזמן המפריד בינינו לבין היקום המוקדם.אור שעובר על פני מיליארדי שנות אור נובע ממקורות כל כך רחוקים שזה יכול להיות מאתגר אפילו לראות משהו זוהר אפילו כמו גלקסיה זוהרת בחושך.

המאמצים האנושיים פרצו כעת את הגבולות הללו באמצעות JWST - פתרון של יותר מ-40 כוכבים בודדים בפאתי גלקסיה שאורה בילה כמעט 6.5 מיליארד שנים בחלל-זמן כדי להגיע אלינו.

"תגלית פורצת דרך זו מוכיחה, לראשונה, שחקר מספר רב של כוכבים בודדים בגלקסיה רחוקה אפשרי."אומר האסטרופיזיקאי פנגוו סאןמאוניברסיטת אריזונה.

"בעוד שמחקרים קודמים עם טלסקופ החלל האבל מצאו בסביבות שבעה כוכבים, יש לנו כעת את היכולת לפתור כוכבים שהיו בעבר מחוץ ליכולתנו. חשוב לציין, צפייה בכוכבים בודדים יותר תעזור לנו להבין טוב יותרבמישור העדשה של הגלקסיות והכוכבים האלה, מה שלא יכולנו לעשות רק עם קומץ הכוכבים הבודדים שנצפו קודם לכן."

למרות שכוכבים מגלקסיות רחוקות בדרך כלל קטנים מכדי לראות בנפרד, אנו רואים מדי פעם חריגים, הודות למוזרות של מרחב-זמן המתוארת על ידי.

סביב מסות גדולות מספיק עם שדות כבידה חזקים, המרחב-זמן עצמו מתעקל ומתעקם - כמו מחצלת של טרמפולינה מתעוות מתחת לכדור באולינג. כל אור שעובר במרחב-זמן המעוות הזה יכול להתעוות, לשכפל ולהגדיל, אפקט המכונה עדשת כבידה.

תרשים הממחיש עדשות כבידה. (נאס"א, ESA ו-L. Calçada)

הוא כתם של אור על פני השמים הדומה לדרקון סיני, עם תמונות נפרדות של אותה גלקסיה ספירלית מרוחקת המרכיבות את ראשו וזנבו.

האשליה נגרמת על ידי עיוות הכבידה של החלל המקיף צביר מסיבי של גלקסיות בשם Abell 370, הממוקם במרחק של 4 מיליארד שנות אור בלבד משם. למרות שהאור הרחוק יותר מגיע אלינו בתור קצת בלגן מבולגן, אסטרונומים מסוגלים להנדס לאחור את תהליך העדשות הכבידה כדי לראות את גלקסיות הרקע כפי שהיו נראות ללא המריחה - עם הבונוס הנוסף של הגדלה.

אבל זה לא הכל. בחלל שבין הגלקסיות בצביר Abell 370, מספר כוכבים מבודדים נסחפים לבדם. כל כוכב מסוגל להוסיף אפקט עדשה נוסף משלו, תופעה המכונה מיקרועדשה.

עדשות כבידה שימשו בעבר כדי לפתור. באמצעות עדשות מיקרו של כוכבים תוך-צבירים נוכלים, צוות בראשות האסטרונום יושינובו פודאמוטו מאוניברסיטת צ'יבה ביפן הצליח לפתור 44 כוכבים בודדים חסרי תקדים באור המרוח של קשת הדרקון.

תמונה עמוקה של האבל של אבל 370. (נאס"א, ESA וג'. לוץ וצוות HFF/STScI)

"כשגילינו את הכוכבים האינדיבידואליים הללו, למעשה חיפשנו גלקסיית רקע המוגדלת בעדשה על ידי הגלקסיות בצביר המסיבי הזה."אומר שמש.

"אבל כשעיבדנו את הנתונים, הבנו שיש מה שנראה כמו הרבה נקודות כוכב בודדות. זה היה ממצא מרגש כי זו הייתה הפעם הראשונה שהצלחנו לראות כל כך הרבה כוכבים בודדים כל כך רחוק".

חמוש במידע זה, הצוות מצא שרבים מהכוכבים בקשת הדרקון הם ענקים אדומים - כוכבים אדומים מסיביים בסוף תוחלת חייהם שהתנפחו כשהדלק שלהם אוזל. אלו הם כוכבים קרירים ואדומים יותר מאלה הנפתרים בדרך כלל על פני מרחקים בין-גלקטיים עצומים, אשר נוטים להיות גדולים, בהירים, חמים.

המידע הזה מספר לנו רק קצת יותר על התפתחותן של גלקסיות רחוקות מאוד משלנו. מכיוון שכוכבי ענק אדומים הם קרירים יותר, הם נוטים להיות קשים יותר לראות מאשר אלה החמים. היכולת של JWST לראות אור אדום העניקה לו יתרון במציאת עצמים מחוץ לטווח של מכשירים אחרים.

תצפיות נוספות ב-JWST צפויות לחשוף עוד יותר כוכבים המסתתרים באור המטושטש של קשת הדרקון, במרחק מיליארדי שנות אור.

המחקר פורסם באסטרונומיה של הטבע.