Zvezda, rojena v prvi milijardi let po velikem poku

Medtem ko astronomi nestrpno čakajo, da vse svoje zmogljivosti pokaže teleskop Jamesa Webba, stari dobri Hubble še zdaleč ni rekel zadnje. Njegovemu zrcalu je priskočilo na pomoč kar vesolje samo in dosegel je nov rekord: opazoval je zvezdo, ki je nastala v prvi milijardi let po velikem poku. Morda gre celo za zvezdo populacije III.

Z uporabo gravitacijskega lečenja so z vesoljskim teleskopom Hubble opazovali zvezdo WHL-J24.3324-8.477 ali Earendel (v prevodu jutranja zvezda). Njena svetloba je potrebovala kar 12,9 milijarde let, da je dosegla Zemljo. Vesolje je staro 13,8 milijarde let. Tako daleč v preteklost so astronomi do zdaj zrli le v veliko večje jate in galaksije zvezd, še nikoli pa v posamezno zvezdo. To je velik skok v preteklost, Hubble je namreč pred tem poskrbel za opazovanje štiri milijarde let stare zvezde MACS J1149+2223 Lensed Star 1 ali Icarus.

O Earendlu astronomi ne vedo veliko, pojasnjuje profesorica Maruša Bradač, ki je sodelovala pri raziskavi. »Vemo, da je izredno masivna – ima namreč maso vsaj 50 Sonc, da ima velik izsev in da se je rodila v zgodnjem vesolju, nadaljnjih informacij pa še nimamo. Zanimiva je predvsem zato, ker nam je prvič uspelo, da v tako zgodnjem vesolju vidimo samostojno zvezdo. Prej smo raziskovali le galaksije, tokrat pa nam je pomagala geometrija v vesolju. S takšnimi zvezdami bomo lahko ugotovili, kako so nastale prve zvezde.« Ne ve se, ali gre morda za binarno zvezdo, zvezde namreč pogosto spremljajo še kakšne manjše »sestrice«.

Vesoljska povečevalna stekla

Čeprav je zvezda izredno svetla, je še tako zmogljiv teleskop sam po sebi ne more videti. Že velikanske galaksije so videti le kot razmazane packe, vendar narava pomaga človeški tehnologiji. Masivni objekti v vesolju na poseben način ukrivljajo tkanino vesolja, s tem pa tudi svetlobo. Velike jate galaksije delujejo kot povečevalno steklo. Med Earendlom in nami je jata WHL0137-08, ki je raztegnila in povečala galaksijo, v kateri je Earendel. »Svetloba obide jato in se nato znova zbere v eni točki. Z gravitacijskim lečenjem smo odkrivali vse najtemnejše galaksije do zdaj. Tokrat se je res vse poravnalo, da je zvezda neposredno za to jato, in dobili smo več kot 1500-kratno povečavo. Hubblu smo ločljivost popravili za faktor več deset,« razlaga astrofizičarka, ki deluje ravno na področju gravitacijskega lečenja. Vesoljsko lupo bo uporabil tudi Webb, ki bo lahko natančneje proučil opaženo zvezdo. »Webb nam bo prinesel spektroskopijo. Proučevali bomo lahko, vsaj upamo tako, iz česa je sestavljena, in dobili bomo odgovor, ali gre morda za zvezdo populacije III.«

Zvezda WHL-J24.3324-8.477 ali Earendel (označena s puščico) je nastala v prvi milijardi let vesolja. FOTO: Nasa

Astronomi zvezde delijo na tri populacije: v populacijo I so uvrščene današnje zvezde, kakršna je Sonce, torej te, ki so nastale iz že eksplodiranih ostankov zvezd, v populaciji II so vmesne zvezde, najstarejše ali najmlajše, odvisno, iz katerega zornega kota vesolja pogledamo, pa spadajo v populacijo III. Te so nastale iz prvobitnega materiala, ki je obstajal po velikem poku. »V zvezdah populacije I so primesi težjih elementov, ki denimo nastajajo ob supernovah. Iz takšnega materiala smo navsezadnje tudi mi. Zvezde populacije III pa so po predvidevanjih sestavljene le iz vodika in helija, ki sta bila večinska elementa v mladem vesolju. O njih za zdaj govorimo samo hipotetično, saj še nobene nismo odkrili in natančneje proučevali. Tudi za Earendel še ne moremo reči, da gre za populacijo III, počakati bomo morali na podatke o njeni sestavi. Njena masivnost sicer govori v prid tej teoriji, prve zvezde so bile namreč ogromne, vendar ne smemo prehitevati in delati zaključkov.«

Veliko presenečenje

Astronomi sprva kar niso mogli verjeti svojim očem. »Vsekakor je bilo presenečenje ogromno,« poudarja Maruša Bradač. »Vemo, da so takšne zvezde obstajale, zavedamo pa se tudi, da so možnosti, da kakšno opazimo, majhne. Precej stvari se je moralo 'poklopiti'. Earendel smo s Hubblom opazovali precej časa, da smo se prepričali, da ne gre za kakšno eksplodirano zvezdo ali kak drug kratkotrajen pojav,« dodaja slovenska znanstvenica.

Maruša Bradač sodeluje v programu za opazovanje jat galaksij. FOTO: Jože Suhadolnik

»Raziskovanje Earendla odpira okno v novo ero vesolja, kakršno nam je bilo do zdaj neznano. Vendar je vse vodilo v današnji čas. Če bi bilo vesolje knjiga, bi lahko rekli, da smo jo začeli brati v drugem poglavju, zdaj pa imamo torej končno možnost, da preberemo tudi prvo,« ponazarja odkritje Brian Welch z univerze Johnsa Hopkinsa v Baltimoru, prvi avtor znanstvenega članka, objavljenega v reviji Nature. Zvezdo so odkrili v podatkih programa Relics, pri katerem sodeluje tudi Maruša Bradač. »V tem programu smo opazovali 41 jat galaksij in v ozadju ene od jat smo opazili Earendel. Te jate standardno uporabljamo za gravitacijsko lečenje in sama sem pomagala pri analizi podatkov tega pojava.«