Individuata da Hubble la stella più lontana mai osservata

Gli astronomi che utilizzano il telescopio spaziale Hubble della NASA / ESA hanno trovato la stella più lontana mai scoperta. La stella blu calda esisteva solo 4,4 miliardi di anni dopo il Big Bang. Questa scoperta fornisce nuove informazioni sulla formazione e l’evoluzione delle stelle nell’Universo primordiale, i costituenti degli ammassi di galassie e anche sulla natura della materia oscura.

Il team internazionale, guidato da Patrick Kelly (Università del Minnesota, USA), Jose Diego (Instituto de Física de Cantabria, Spagna) e Steven Rodney (Università della Carolina del Sud, USA), ha scoperto la stella lontana nel cluster galassia MACS J1149- 2223 ad aprile 2016. Le osservazioni con Hubble sono state eseguite nel corso della rilevazione dell’ultima esplosione della supernova “Refsdal” (heic1525), quando una fonte inaspettata di punti si è illuminata nella stessa galassia della supernova.

“Come l’esplosione della supernova di Refsdal, la luce di questa stella lontana si è ingrandita, rendendola visibile a Hubble”, afferma Patrick Kelly. “Questa stella è almeno 100 volte più lontana della singola stella che possiamo studiare, tranne che per le esplosioni di supernova.”

La luce osservata dalla stella appena scoperta, chiamata Lensed Star 1 (LS1) è stata emessa quando l’Universo era solo circa il 30% della sua età attuale – circa 4,4 miliardi di anni dopo il Big Bang. Il rilevamento della stella attraverso Hubble è stato possibile solo perché la luce della stella è stata ingrandita di 2.000 volte.

“La stella è diventata abbastanza luminosa da essere visibile per Hubble grazie a un processo chiamato lente gravitazionale”, spiega Jose Diego. La luce di LS1 fu amplificata non solo dall’enorme massa totale del cluster di galassie, ma anche da un altro oggetto compatto di circa tre volte la massa del Sole all’interno dello stesso ammasso di galassie; un effetto noto come microlensing gravitazionale.

“La scoperta di LS1 ci consente di raccogliere nuove intuizioni nei componenti del cluster di galassie. Sappiamo che il microlensing è stato causato da una stella, una stella di neutroni o un buco nero di massa stellare, “spiega Steven Rodney. LS1 consente quindi agli astronomi di studiare stelle di neutroni e buchi neri, che sono altrimenti invisibili e possono stimare quanti di questi oggetti oscuri esistono all’interno di questo ammasso di galassie.

This image shows the the huge galaxy cluster MACS J1149.5+223, whose light has taken over 5 billion years to reach us. Highlighted is the position where the star LS1 appeared — its image magnified by a factor 2000 by gravitational microlensing. The galaxy in which the star is located can be seen three times on the sky — multiplied by strong gravitational lensing. Credit:
NASA, ESA, S. Rodney (John Hopkins University, USA) and the FrontierSN team; T. Treu (University of California Los Angeles, USA), P. Kelly (University of California Berkeley, USA) and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI)

Dato che i gruppi di galassie sono tra le strutture più grandi e massicce dell’universo, la migliore conoscenza dei loro componenti aumenta anche la nostra comprensione della composizione dell’universo nel suo insieme. Questo include ulteriori informazioni sulla misteriosa materia oscura.

“Se la materia oscura è costituita almeno in parte da buchi neri di massa relativamente bassa, come è stato recentemente proposto, dovremmo essere in grado di vederlo nella curva di luce di LS1. Le nostre osservazioni non favoriscono la possibilità che un’alta percentuale di materia oscura sia costituita da questi buchi neri primordiali con circa 30 volte la massa del Sole “, sottolinea Kelly.

Dopo la scoperta, i ricercatori hanno usato di nuovo Hubble per misurare uno spettro di LS1. Sulla base della loro analisi, gli astronomi pensano che LS1 sia una stella supergigante di tipo B. Queste stelle sono estremamente luminose e di colore blu, con una temperatura superficiale tra 11.000 e 14.000 gradi Celsius; rendendoli oltre due volte più caldi del sole.

Ma questo non è tutto. Le osservazioni fatte nell’ottobre 2016 hanno improvvisamente mostrato una seconda immagine della stella. “Siamo stati davvero sorpresi di non aver visto questa seconda immagine in precedenti osservazioni, in quanto anche la galassia in cui si trova la stella può essere vista due volte”, commenta Diego. “Assumiamo che la luce della seconda immagine sia stata deviata da un altro oggetto in movimento per molto tempo – fondamentalmente nascondendoci l’immagine. E solo quando l’oggetto massiccio si è spostato fuori dalla linea di vista la seconda immagine della stella è diventata visibile. “Questa seconda immagine e l’oggetto bloccante aggiungono un altro pezzo del puzzle per rivelare il trucco dei gruppi di galassie.

Con più ricerche e l’arrivo di nuovi e più potenti telescopi come il telescopio spaziale James Webb della NASA / ESA / CSA, gli astronomi suggeriscono che con il microlensing, sarà possibile studiare l’evoluzione delle prime stelle nell’universo in modo più dettagliato che mai.

 

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