Stjärna upptäckt från universums urtid

Att få en inblick i universums tidiga skeenden har hittills varit väldigt svårt. Endast de mest extrema och ljusstarka objekten skiner så starkt på natthimlen att de kan observeras på detta avstånd. Till och med det samlade ljuset från hela galaxer, som består av många miljontals stjärnor, är ofta svåra att urskilja på de här extrema avstånden.

Fenomen förstärker stjärnans ljus

Upptäckten av stjärnan, som fått namnet Earendel, gjordes med hjälp av Hubbleteleskopet i observationer av galaxhopen WHL 0137-08. Stjärnan Earendel kunde observeras då den ligger i ett starkt så kallat gravitationslinsat synfält.

Fenomenet med ett gravitationslinsat synfält uppstår då gravitationen från tunga galaxhopar kan få ljuset från mer avlägsna objekt att böjas av och fokuseras. Det kan liknas vid ett gigantiskt förstoringsglas som sveper över synfältet. Om fokus hamnar precis på rätt plats kan det få ljuset från en enskild stjärna att bli förstärkt. Då kan det bli tillräckligt förstärkt för att bli synlig med, i detta fall, Hubbleteleskopet.

Schematisk bild över gravitationslinsning. Galaxhopen som ligger mellan observatören och den mer avlägsna galaxen agerar som en gravitationslins genom att böja av och fokusera ljuset. Bild: NASA/ESA

Gravitationslinsningens effekter leder bland annat till att det som syns på natthimlen inte ger en helt korrekt bild av de objekt som ljuset kommer ifrån. Gigantiska hopar av galaxer, gas, stjärnor, svarta hål och mörk materia har en extremt stor massa. De påverkar och förvränger ljuset som syns i teleskopen. Galaxer som annars skulle uppfattas som svaga prickar i synfältet, kan istället bli utdragna till ljusstarka och avlånga bågar. I dessa kan mindre strukturer, såsom stjärnor, urskiljas.

Stjärnan exploderade i en supernova

Genom att ha studerat ljuset från den gravitationslinsade galaxen WHL 0137-zD har nu forskargruppen lyckats urskilja stjärnan Earendel, som förstärkts med en faktor på flera tusen.

– Detta är en väldigt ovanlig händelse som ger oss en unik möjlighet att i större detalj kunna studera en stjärna från universums urtid, säger Anton Vikaeus, doktorand vid institutionen för fysik och astronomi vid Uppsala universitet.

När vi studerar universum ser vi oftast bara stillbilder av de objekt som en gång sände ut ljuset. Stjärnan Earendel, vars ljus nu färdats 12.9 miljarder år genom universum, levde bara några miljoner år innan den sedan exploderade i en kraftfull supernova. Resterna från stjärnan utgör nu delar av andra stjärnor som bildades i ett senare skede. Mycket troligt är också att de centrala delarna av stjärnan kollapsade vid explosionen för att bilda ett svart hål som existerar än idag.

Vetenskaplig artikel:

A Highly Magnified Star at Redshift 6.2, Nature.

Kontakt:

Anton Vikaeus, anton.vikaeus@physics.uu.se

Erik Zackrisson, erik.zackrisson@physics.uu.se