Izpētot visattālākos Visuma objektus, astronomi bieži paļaujas uz paņēmienu, kas pazīstams kā Gravitācijas objektīvs. Balstoties uz Einšteina vispārējās relativitātes teorijas principiem, šis paņēmiens paredz paļauties uz lielu matērijas izplatību (piemēram, galaktiku kopu vai zvaigzni), lai palielinātu gaismu, kas nāk no tālu objekta, tādējādi padarot to šķietamu un lielāku.
Šis paņēmiens ļāva izpētīt atsevišķas zvaigznes tālu galaktikās. Nesenajā pētījumā starptautiska astronomu komanda izmantoja galaktiku kopu, lai izpētītu vistālāko atsevišķo zvaigzni, kāda jebkad redzēta Visumā. Lai arī parasti bija grūti novērot, priekšplāna galaktiku kopas klātbūtne ļāva komandai izpētīt zvaigzni, lai pārbaudītu teoriju par tumšo vielu.
Pētījums, kas raksturo viņu pētījumu, nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Dabas astronomija ar virsrakstu “Atsevišķas zvaigznes ārkārtīgs palielinājums ar sarkano gaismas nobīdi 1.5 ar galaktiku kopas objektīvu”. Pētījumu vadīja Minesotas Universitātes docents Patriks L. Kelijs, un tajā piedalījās dalībnieki no Las Cumbres observatorijas, Nacionālās optiskās astronomiskās observatorijas, Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra (CfA), Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. (EPFL), kā arī vairākas universitātes un pētniecības iestādes.
Pētījuma dēļ prof. Kellijs un viņa līdzstrādnieki par objektīvu izmantoja galaktiku kopu, kas pazīstama ar nosaukumu MACS J1149 + 2223. Šī galaktiku grupa, kas atrodas apmēram 5 miljardus gaismas gadu attālumā no Zemes, atrodas starp Saules sistēmu un galaktiku, kas satur Ikarusu. Apvienojot Habla izšķirtspēju un jutīgumu ar šī gravitācijas objektīva stiprumu, komanda varēja redzēt un izpētīt zilo milzi Ikarusu.
Ikaram, kas nosaukts pēc grieķu mitoloģiskās figūras, kura lidoja pārāk tuvu Saulei, ir bijusi diezgan interesanta vēsture. Aptuveni 9 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes zvaigzne mums šķiet tāda, kāda tā bija, kad Visums bija tikai 4,4 miljardi gadu vecs. Pateicoties zvaigznes MACS J1149 + 2223 zvaigznītes gravitācijas pastiprināšanai, 2016. gada aprīlī zvaigzne uz laiku kļuva gaišāka par normālo spožumu 2000 reizes.
Kā nesenā UCLA paziņojumā presei paskaidroja profesors Kelijs, tas īslaicīgi ļāva Ikaram pirmo reizi kļūt redzamam astronomiem:
"Tur var redzēt atsevišķas galaktikas, taču šī zvaigzne ir vismaz 100 reizes tālāk nekā nākamā atsevišķā zvaigzne, kuru mēs varam pētīt, izņemot supernovas sprādzienus."
Kellija un astronomu komanda bija izmantojuši Habls un MACS J1149 + 2223, lai palielinātu un uzraudzītu supernovu tālajā spirālveida galaktikā laikā, kad viņi pamanīja jauno gaismas punktu netālu. Ņemot vērā jaunā avota stāvokli, viņi noteica, ka tam vajadzētu būt daudz lielākam nekā supernovai. Turklāt iepriekšējie šīs galaktikas pētījumi nebija parādījuši gaismas avotu, norādot, ka tā ir izkliedēta.
Kā norādīja Tommaso Treu, UCLA koledžas fizikas un astronomijas profesors un pētījuma līdzautors:
“Zvaigzne ir tik kompakta, ka darbojas kā caurums un nodrošina ļoti asu gaismas staru. Gaisma spīd caur galaktiku priekšplāna kopu, kas darbojas kā kosmiskais palielināmais stikls. Lai atrastu progresu mūsu izpratnē par Visuma pamatkompozīciju, ir ļoti svarīgi atrast šādus notikumus vairāk.
Šajā gadījumā zvaigznes gaisma sniedza unikālu iespēju pārbaudīt teoriju par neredzamo masu (aka. “Tumšo matēriju”), kas caurstrāvo Visumu. Pamatā komanda izmantoja precīzu gaismas avotu, ko nodrošināja fona zvaigzne, lai pārbaudītu iejaukšanās galaktiku kopu un pārbaudītu, vai tajā ir milzīgs skaits pirmatnējo melno caurumu, kas tiek uzskatīti par potenciālo tumšās vielas kandidātu.
Tiek uzskatīts, ka šie melnie caurumi ir izveidojušies Visuma dzimšanas laikā, un to masas ir desmitiem reižu lielākas nekā Saule. Tomēr šī testa rezultāti parādīja, ka gaismas fona svārstības no fona zvaigznes, kuru bija novērojis Habls trīspadsmit gadus izturas pret šo teoriju. Ja tumšo vielu patiešām veidotu sīki melni caurumi, gaisma, kas nāk no Ikaras, būtu izskatījusies daudz savādāk.
Kopš tā tika atklāta 2016. gadā, izmantojot gravitācijas objektīvu metodi, Icarus ir nodrošinājis jaunu veidu, kā astronomi novērot un pētīt atsevišķas zvaigznes tālu galaktikās. To darot, astronomi spēj reti un detalizēti aplūkot atsevišķas zvaigznes agrīnajā Visumā un redzēt, kā laika gaitā tās (un ne tikai galaktikas un kopas) attīstījās.
Kad Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) tiek izvietots 2020. gadā, astronomi cer iegūt vēl labāku izskatu un uzzināt tik daudz vairāk par šo noslēpumaino periodu kosmiskajā vēsturē.
