Le télescope spatial Hubble a battu un nouveau record d'observation: le célèbre observatoire a trouvé l'étoile "ordinaire" la plus éloignée jamais observée, à une étonnante 9 milliards d'années-lumière de la Terre - ce qui signifie que les scientifiques de la lumière voient qu'ils ont commencé à voyager au moins 9 milliards d'années depuis. En comparaison, l'âge de l'univers est d'environ 13,8 milliards d'années.
Normalement, les étoiles aussi éloignées sont trop difficiles à distinguer individuellement; une galaxie ou une supernova (explosion d'étoiles) est beaucoup plus facile à voir. Mais cette étoile particulière - classée comme une étoile ordinaire, c'est-à-dire une étoile sur la séquence principale de l'évolution qui fusionne l'hydrogène en hélium - est apparue grâce à un alignement rare, ont rapporté des chercheurs dans une nouvelle étude. Lorsqu'une étoile de la séquence principale cesse de brûler l'hydrogène en son cœur, elle quitte la séquence principale. Cela conduit à une gamme de résultats différents pour les étoiles. Généralement, les étoiles plus grandes de la séquence principale explosent en supernovas, tandis que les petites étoiles s'effondrent en naines blanches.
Les astronomes ont trouvé l'étoile, qui est surnommée Icare, à travers des lentilles gravitationnelles. Ce phénomène fait référence à la façon dont un amas de galaxies massives ou un autre objet peut dévier la lumière des objets situés derrière lui, rendant les objets sombres beaucoup plus lumineux du point de vue de la Terre. [En photos: les lentilles cosmiques révèlent l'expansion de l'univers]
Habituellement, ce processus de lentille peut agrandir les objets jusqu'à 50 fois, mais les astronomes ont eu de la chance ici: la nouvelle étoile a été agrandie plus de 2000 fois parce qu'une étoile passait brièvement par la ligne de vue entre Hubble et Icarus, ont déclaré des chercheurs dans un communiqué. de l'Université de Californie, Berkeley. Ce rare aperçu d'une étoile lointaine pourrait fournir une fenêtre sur l'évolution des étoiles en général, en particulier celles qui sont extrêmement lumineuses, a déclaré l'équipe.
"Vous pouvez voir des galaxies individuelles, mais cette étoile est au moins 100 fois plus éloignée que la prochaine étoile individuelle que nous pouvons étudier, à l'exception des explosions de supernova", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Patrick Kelly, dans le communiqué. Kelly était chercheur postdoctoral à l'Université de Californie à Berkeley lorsqu'il a travaillé sur la recherche, mais il est actuellement membre du corps professoral de l'Université du Minnesota.
Icarus, connu plus officiellement sous le nom de MACS J1149 Lensed Star 1 (LS1), est apparu alors que Kelly faisait le suivi d'une supernova, appelée SN Refsdal, qu'il a découverte en 2014. La supernova a été découverte à l'aide d'une lentille gravitationnelle de la constellation du Lion; la lentille a été formée par un amas de galaxies appelé MACS J1149 + 2223.
"Pour la première fois, nous voyons une étoile normale individuelle - pas une supernova, pas une explosion de rayons gamma, mais une seule étoile stable - à une distance de neuf milliards d'années-lumière", a co-auteur de l'étude Alex Filippenko , un astronome de l'UC Berkeley, a déclaré dans le même communiqué. Ces lentilles sont des télescopes cosmiques incroyables. "
L'équipe de Kelly a examiné les couleurs provenant de la lumière d'Icare et a découvert qu'il s'agissait d'une supergéante bleue. Ce type d'étoile est plus massif et plus grand que notre soleil, brillant jusqu'à des centaines de milliers de fois plus lumineux. Pourtant, Icare était si loin que les astronomes ne l'auraient jamais repéré sans lentille puissante. Kelly soupçonnait que l'étoile était beaucoup plus grossie que la supernova - une hypothèse confirmée plus tard par la modélisation.
"En modélisant la lentille, ils [les astronomes] ont conclu que l'énorme éclaircissement apparent d'Icare était probablement dû à un effet unique de la lentille gravitationnelle", ont déclaré des représentants d'UC Berkeley dans le communiqué. "Alors qu'un objectif étendu, comme un amas de galaxies, ne peut agrandir un objet d'arrière-plan que jusqu'à 50 fois, des objets plus petits peuvent grossir beaucoup plus.
"Une seule étoile dans une lentille de premier plan, si elle est précisément alignée avec une étoile de fond, peut agrandir l'étoile de fond des milliers de fois", ont-ils ajouté. "Dans ce cas, une étoile de la taille de notre soleil est brièvement passée directement par la ligne de vue entre l'étoile lointaine Icare et Hubble, augmentant sa luminosité plus de 2 000 fois."
Heureusement pour les astronomes, Icare est bien placé pour plus de ces alignements. À mesure que les étoiles de l'amas MACS J1149 + 2223 se déplacent, la luminosité d'Icare pourrait être augmentée jusqu'à 10 000 fois lors d'autres événements de lentille. Les astronomes pourraient être en mesure d'attraper plus de ces événements rares en général s'ils regardent au bon endroit, a ajouté l'équipe.
"Il y a des alignements comme celui-ci partout où les étoiles ou les étoiles de fond dans les galaxies lenticulaires se déplacent, offrant la possibilité d'étudier des étoiles très lointaines datant du premier univers, tout comme nous avons utilisé la lentille gravitationnelle pour étudier les galaxies lointaines", Filippenko dit dans la déclaration. "Pour ce type de recherche, la nature nous a fourni un télescope plus grand que ce que nous pouvons éventuellement construire."
Icarus est apparu dans les images Hubble prises entre avril 2016 et avril 2017. Une deuxième étoile est apparue dans certaines observations qui pourraient être soit une image miroir d'Icare ou encore une autre étoile à lentille gravitationnelle.
Les astronomes ont également sondé la matière noire - une substance peu comprise qui constitue la majeure partie de l'univers - avec des observations d'Icare. Contrairement à ce que certaines théories précédentes avaient déclaré, les nouvelles observations suggèrent que la matière noire n'est pas constituée de trous noirs primordiaux au sein des amas de galaxies.
Le nouveau travail a été détaillé aujourd'hui (2 avril) dans la revue Nature Astronomy.
