Clusterul Galactic al lui Abell 2744 este de 3,5 miliarde de ani-lumină distanță de noi și are o capacitate de peste 400 de galaxii. Gravitatea combinată a tuturor galaxiilor determină clusterul să funcționeze ca o lentilă prin care oamenii de știință speră să vadă formarea primelor stele.
Aproximativ 200-400 de milioane de ani după Big Bang, primele stele au apărut. Datorită distanței lor, ele rămân inaccesibile pentru observatorul pământului, dar lucrurile se pot schimba în 2020 după lansarea telescopului spațial NASA, James Webb.
Primele stele sunt importante pentru cercetători, deoarece sunt capabili să spună informații valoroase despre proprietățile universului timpuriu. Ar fi posibil să înțelegem dacă stelele binare erau comune sau doar simple. De asemenea, câte elemente chimice grele au fost create de prima generație și cum au fost create.
Lentilă de mărire gravitațională
Primul pas se bazează pe sensibilitatea în infraroșu a telescopului James Webb. Primele stele erau raze UV mari, calde și emise. Dar ele sunt atât de departe încât rezoluția universală și-a schimbat vârful de la UV la lungimi de undă mult mai lungi.
Al doilea pas este de a folosi gravitatea combinată a clusterului galactic intermediar ca o lentilă care va focaliza și va crește lumina stelelor de primă generație. Gamă gravitațională tipică poate crește lumina cu 10-20 de ori, dar acest lucru nu este suficient. Pentru Webb, creșterea ar trebui să fie de peste 10.000 de ori. Pentru a obține o astfel de creștere, grupurile vor necesita tranziții - aliniere specială, unde lumina stelară crește semnificativ în câteva săptămâni, în timp ce clusterul galactic se deplasează între Pământ și stea.
Joc de noroc
Cât de probabil este această aliniere? Astronomii spun că șansele sunt foarte mici. În plus, fiecare caustic este asimetric, ceea ce duce la o creștere accentuată dacă se apropie steaua, pe de o parte, dar mult mai vagă, dacă pe cealaltă. Aceasta este, în funcție de partea, steaua va fi mai luminoasă pentru câteva ore sau luni. Dupa varful luminozitatii, va disparea din nou.
Atributul cheie al primelor stele este acela că au fost formate dintr-un amestec de hidrogen și heliu din universul timpuriu, fără elemente chimice grele, cum ar fi carbonul, oxigenul, fierul și aurul.
Oamenii de știință afișează stelele în funcție de temperatură și luminozitate din diagramă. Cele mai multe sunt de-a lungul secvenței principale. Soarele (în partea de jos, pe dreapta) are o speranță de viață de 6,4 miliarde de ani. Prima generație este roșie-fierbinte și crește într-o explozie supernova în câțiva milioane de ani
Discul de acumulare în jurul găurilor negre primare formate după Big Bang poate deveni un alt obiect văzut. Găurile negre ar fi rezultatul final evolutiv al primelor stele masive. Dacă stelele se aflau într-un sistem binar, atunci cineva ar deveni o gaură neagră, alimentată cu gaz de la satelit și a format un disc plat. Un disc de acumulare va afișa un spectru diferit față de prima stea, deoarece trece prin caustic, creând o luminozitate îmbunătățită la lungimi de undă mai scurte din partea fierbinte și cea mai interioară a discului.
Oamenii de știință au ales deja mai multe ținte potențiale, dintre care se numără clusterul galactic al lui El Gordo. Echipa speră pentru noroc și căutarea lungă (tot timpul, funcționarea lui James Webb).
În afara Webb
Telescopul spațial James Webb va fi un miracol tehnic real, dar nu va dura pentru totdeauna. De exemplu, Hubble a fost în orbită din 1990 și a fost întreținut de astronauți de 5 ori. Webb este planificat să fie situat la o distanță de 1,5 milioane km de Pământ, iar termenul de lucru este calculat inițial pentru 5-10 ani (poate ajunge până la 15). Totuși, întreținerea nu este furnizată.
Prin urmare, se planifică crearea unui nou telescop pe un summit de mare și uscat al Observatorului Las Campanas (Chile). Acest loc este ideal pentru supravegherea IR. În 2026, GMT (Telescopul Giant Magellan) va avea o suprafață de colectare a luminii de 24,5 metri, creată din 7 oglinzi individuale. La o anumită perioadă, aceste telescoape vor lucra împreună, astfel încât oamenii de știință intenționează să profite la maximum de toate oportunitățile de a găsi primele stele.
