Evrendeki en uzak nesneleri araştırmaya çalışırken, gökbilimciler genellikle Yerçekimi Merceği olarak bilinen bir tekniğe güvenir. Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi ilkelerine dayanarak, bu teknik uzak bir nesneden gelen ışığı büyütmek ve böylece daha parlak ve daha büyük görünmesini sağlamak için büyük bir madde dağılımına (bir galaksi kümesi veya yıldız gibi) dayanmayı içerir.
Bu teknik uzak galaksilerde bireysel yıldızların incelenmesine izin vermiştir. Son zamanlarda yapılan bir çalışmada, uluslararası bir gökbilimciler ekibi, Evrende şimdiye kadar görülen en uzak bireysel yıldızı incelemek için bir galaksi kümesi kullandılar. Normalde gözlemlemek zayıf olsa da, bir ön plan gökada kümesinin varlığı, ekibin karanlık madde hakkında bir teori test etmek için yıldızı incelemesine izin verdi.
Son zamanlarda araştırmalarını açıklayan çalışma bilimsel dergide yayınlandı Doğa Astronomi “Bir galaksi kümesi objektifi tarafından redshift 1.5'te bireysel bir yıldızın aşırı büyütülmesi” başlığı altında. Çalışma, Minnesota Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Patrick L. Kelly tarafından yönetildi ve Las Cumbres Gözlemevi, Ulusal Optik Astronomi Gözlemevi, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA), Ecole Polytechnique Federale de Lausanne üyelerini içeriyordu. (EPFL) ve çok sayıda üniversite ve araştırma kurumu.
Çalışmaları uğruna, Prof. Kelly ve ortakları lensleri olarak MACS J1149 + 2223 olarak bilinen gökada kümesini kullandılar. Dünya'dan yaklaşık 5 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan bu galaksi kümesi, Güneş Sistemi ile Icarus'u içeren galaksi arasında yer alıyor. Hubble’ın çözünürlüğünü ve hassasiyetini bu yerçekimi merceğinin gücü ile birleştiren ekip, mavi bir dev olan Icarus'u görebildi ve çalışabildi.
Güneşe çok yakın uçan Yunan mitolojik figürünün adını taşıyan Icarus'un oldukça ilginç bir tarihi var. Dünya'dan yaklaşık 9 milyar ışıkyılı uzaklıkta, yıldız bize Evren sadece 4.4 milyar yaşındayken olduğu gibi görünüyor. 2016 yılının Nisan ayında, MACS J1149 + 2223'teki bir yıldızın yerçekimi amplifikasyonu sayesinde yıldız geçici olarak normal parlaklığının 2.000 katına kadar parladı.
Kelly'nin yeni bir UCLA basın bülteninde açıkladığı gibi, bu geçici olarak Icarus'un astronomlara ilk kez görünmesini sağladı:
“Orada bireysel galaksiler görebilirsiniz, ancak bu yıldız süpernova patlamaları dışında çalışabileceğimiz bir sonraki bireysel yıldızdan en az 100 kat daha uzakta.”
Kelly ve bir takım gökbilimciler Hubble ve MACS J1149 + 2223 uzaktaki sarmal gökadadaki bir süpernova'yı büyütmek ve izlemek için yeni ışık noktasını çok uzak olmayan bir noktada gördüler. Yeni kaynağın konumu göz önüne alındığında, süpernovadan çok daha fazla büyütülmesi gerektiğini belirlediler. Dahası, bu galaksinin önceki çalışmaları ışık kaynağını göstermedi, bu da merceklendiğini gösteriyor.
UCLA Koleji'nde fizik ve astronomi profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Tommaso Treu'nun belirttiği gibi:
“Yıldız o kadar kompakt ki iğne deliği gibi davranıyor ve çok keskin bir ışık demeti sağlıyor. Kiriş, kozmik bir büyüteç görevi gören ön gökada kümesinden parlıyor… Daha fazla bu tür olayların bulunması, evrenin temel bileşimi anlayışımızda ilerleme sağlamak için çok önemlidir.
Bu durumda, yıldızın ışığı, Evren'e nüfuz eden görünmez kütle (“karanlık madde”) hakkında bir teoriyi test etmek için eşsiz bir fırsat sağladı. Temel olarak, ekip, araya giren galaksi kümesini incelemek ve karanlık madde için potansiyel bir aday olarak kabul edilen çok sayıda ilkel kara delik içerip içermediğini görmek için arka plan yıldızı tarafından sağlanan kesin ışık kaynağını kullandı.
Bu kara deliklerin Evrenin doğuşu sırasında oluştuğuna ve Güneş'ten on kat daha büyük kütlelere sahip olduğuna inanılmaktadır. Bununla birlikte, bu testin sonuçları, arka plan yıldızından izlenen ışık dalgalanmalarının Hubble on üç yıl boyunca bu teoriyi beğenmedim. Karanlık madde gerçekten de küçük kara deliklerden oluşsaydı, Icarus'tan gelen ışık çok farklı görünecekti.
2016'da yerçekimi mercekleme yöntemi kullanılarak keşfedildiğinden beri, Icarus astronomların uzak galaksilerde bireysel yıldızları gözlemlemesi ve incelemesi için yeni bir yol sağladı. Böylece gökbilimciler, erken Evrendeki bireysel yıldızlara nadir ve ayrıntılı bir şekilde bakabilir ve zaman içinde nasıl geliştiklerini (sadece galaksiler ve kümeler değil) görebilirler.
Ne zaman James Webb Uzay Teleskopu (JWST) 2020'de konuşlandırıldı, gökbilimciler kozmik tarihin bu gizemli dönemi hakkında daha iyi bir görünüm almayı ve çok daha fazlasını öğrenmeyi bekliyorlar.
