Одним из эффективных способов изучения галактик является изучение отдельных звезд. Изучая возраст, типы и распределение звезд в Млечном Пути, мы получили подробную картину того, как формировалась и развивалась наша галактика. Единственная проблема этого подхода в том, что мы можем сделать это только для нескольких галактик. Даже с помощью самых мощных телескопов мы можем видеть только отдельные звезды Млечного Пути и близлежащих галактик, таких как Андромеда. В галактиках, находящихся на расстоянии миллиардов световых лет, отдельные звезды сливаются воедино, и лучшее, что мы можем сделать, — это наблюдать общие спектры галактик, а не отдельных звезд. Но благодаря случайному совпадению мы теперь можем наблюдать десятки звезд в галактике, настолько далекой, что мы видим ее в то время, когда Вселенная была вдвое моложе своего нынешнего возраста.
Результаты опубликованы в Природа Астрономияи они сосредоточены на наблюдениях JWST скопления галактик, известного как Abell 370. Это галактическое скопление известно тем, что оно действует как гравитационная линза для более далеких галактик позади него. Вы можете увидеть их в виде световых дуг на изображении выше. Одна заметная дуга, выделенная на изображении, известна как Дракон. Он состоит из линзированных и увеличенных изображений нескольких галактик, свет которых прошел путь от 5 до 7 миллиардов лет, чтобы достичь нас.
Дракон изучался до того, как использовался космический телескоп Хаббл, и в результате этих исследований астрономы смогли увидеть несколько голубых звезд-сверхгигантов, которые являются самыми большими и яркими звездами главной последовательности. Но идентифицировать отдельные звезды чрезвычайно сложно. В этом новом исследовании команда использовала наблюдения JWST за Драконом в 2022 и 2023 годах. Поскольку «Уэбб» способен захватывать изображения с высоким разрешением в инфракрасном диапазоне, он идеально подходит для изучения спектров красносмещенных звезд в космическом среднем возрасте.
Но даже «Уэббу» было бы трудно идентифицировать больше нескольких ярких звезд внутри Дракона, если бы не второй эффект гравитационного линзирования, известный как микролинзирование. В далекой галактике две звезды могут выстроиться именно так, и более далекая звезда на короткое время будет гравитационно увеличена, подобно вспышке. Это позволяет астрономам изучать спектры далекой звезды. Таким образом, галактика, существовавшая 7 миллиардов лет назад, превращается в яркую световую дугу скопления Abell 370, а внутри этой галактики звезды дополнительно микролинзируются за счет звездного выравнивания.
Команда смогла идентифицировать более 40 событий микролинзирования и, следовательно, смогла захватить спектры более чем 40 отдельных звезд в далекой галактике. Судя по спектрам, эти звезды являются красными сверхгигантами, похожими на Бетельгейзе. Исследование показывает, что подобные события микролинзирования являются обычным явлением, поэтому в будущем мы сможем увидеть гораздо больше звезд в этой далекой галактике.
Мы многое знаем о красных сверхгигантах Млечного Пути. Поскольку красные гиганты являются умирающими звездами, они играют значительную роль в обогащении доступных элементов в галактике, что определяет такие вещи, как образование звезд и даже жизнь. Но, изучая эти далекие красные гиганты, мы сможем увидеть, как они повлияли на химическое разнообразие молодых галактик. Это могло бы даже помочь нам понять, каким был Млечный Путь, когда начали формироваться Солнце и Земля.
Ссылка: Ёсинобу Фудамото и др. «Идентификация более 40 гравитационно увеличенных звезд в галактике с красным смещением 0,725». Природа Астрономия (2025).
