Non capiamo appieno come fossero le prime stelle dell’universo. Sappiamo che deve essersi formato da idrogeno ed elio perché la maggior parte degli elementi più pesanti sono stati prodotti solo dopo la formazione delle stelle. Sappiamo che la mancanza di questi elementi più pesanti ha alterato la dinamica della formazione stellare in modo tale che le prime stelle erano molto grandi. Ma quanto è grande rimane una domanda senza risposta.

Ora, i ricercatori annunciano che potrebbero essere un passo avanti verso l’osservazione diretta di una di quelle stelle. Grazie all’allineamento trasversale tra una stella lontana e un ammasso di galassie interposto, l’inversione gravitazionale ha gonfiato un oggetto che esisteva meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang. L’oggetto è probabilmente una singola stella o un sistema compatto di due o tre stelle. I suoi scopritori affermano di aver già prenotato il tempo per seguire le osservazioni con l’ultimo telescopio spaziale della NASA.

lente a gravità

Le lenti funzionano disponendo i materiali in modo che la luce viaggi in un percorso curvo attraverso di essi. La gravità, che distorce lo spazio-tempo stesso, può svolgere una funzione simile, cioè cambiare lo spazio in modo che la luce viaggi in un percorso curvo. Ci sono stati molti esempi di effetti gravitazionali di oggetti in primo piano che creano un effetto simile a una lente, ingrandendo e/o distorcendo la luce da un oggetto molto più indietro.

Questo successo ha spinto la formazione di una squadra chiamata Reionization Lensing, o RELIQUIE. Il gruppo ha puntato i telescopi spaziali verso grandi gruppi di galassie nell’aspettativa che forti campi gravitazionali avrebbero probabilmente creato effetti di lente. Il team sta cercando oggetti risalenti al periodo di reionizzazione, quando la luce delle prime stelle iniziò a strappare elettroni dall’idrogeno nella materia interstellare.

A causa della distribuzione non uniforme della materia nel mondo naturale, le lenti gravitazionali sono irregolari e spesso creano effetti divertenti e immagini raffinate. Utilizzando questi effetti, insieme alle informazioni sulla distribuzione del materiale in primo piano, è possibile creare una mappa approssimativa di dove gli effetti dell’obiettivo sono più forti.

Questa mappa può includere una “curva della lente critica”, che può essere specificata perché la maggior parte degli oggetti di sfondo appare come due immagini, una su entrambi i lati della curva. Ma alcune cose finiranno sulla stessa curva e sperimenterai l’ingrandimento più forte.

una stella

Come puoi vedere nell’immagine all’inizio di questo articolo, la maggior parte degli oggetti sulla curva critica della lente sembra estendersi lungo la sua lunghezza, indicando che è probabile che siano strutture più grandi, come galassie o ammassi stellari. L’eccezione, indicata dalla freccia, è WHL0137-LS. I ricercatori l’hanno chiamata Earendel, il termine inglese antico per stella del mattino, perché sembra risalire al mattino dell’universo, circa 900 milioni di anni dopo il Big Bang.

Vari modelli di effetti lente indicano che l’Earendel è ingrandito di un fattore di almeno 1.000 – e forse fino a 40.000. Sulla base di ciò, è possibile porre limiti alle dimensioni dell’oggetto da fotografare. Questi limiti mostrano che la sua dimensione massima possibile è più piccola degli ammassi stellari che abbiamo identificato in precedenza, il che significa che è probabile che Earendel sia un piccolo sistema stellare con tre o meno stelle. Potrebbe anche essere 1 stella.

Anche se Earendel è un sistema multistellare, la maggior parte della massa di questi sistemi tende a finire in una delle stelle. Partendo dal presupposto che la maggior parte di ciò che stavano guardando fosse una singola stella, i ricercatori ne deducono le proprietà in base alla luce originariamente emessa nella gamma degli ultravioletti. Hanno scoperto che la massa di Earndel può essere compresa tra 40 e 500 volte la massa del Sole. Contiene anche solo il 10 percento circa degli elementi più pesanti che si trovano nel sole.

Dettagli più precisi non sono al momento possibili. Ma i ricercatori hanno indicato che utilizzeranno il telescopio Webb per determinare il tipo esatto di stella.

Basandoci sul tempo stimato in cui Earndel è stato in giro e sulla presenza di almeno alcuni degli elementi più pesanti, possiamo dire che non è una delle prime stelle nell’universo. Ma durante il lancio di Webb, gli scienziati hanno notato che il telescopio sarebbe stato in grado di visualizzare i primi ammassi stellari se fosse stato anche ripreso a sufficienza.

Sentiremo di più su questa tecnologia di imaging nel prossimo futuro.

natura2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-04449-y (Informazioni sui DOI).