2022-ben a csillagászok a Hubble-űrtávcső segítségével felfedezték a legtávolabbi ismert egyedi csillagot, amelyről most kimutatták, hogy a vöröseltolódása z=5,926. Az Earendel névre keresztelt csillag egy elképesztő jelzőtűz az Univerzum első egymilliárd évéből, ami ragyogva tűnik ki galaxisából, a Napkelte-ívből (Sunrise Arc).
De van egy bökkenő: ilyen nagy távolságok esetén nem könnyű eldönteni, hogy valóban egyetlen csillagról van-e szó. Lehet, hogy az Earendel nem is egy csillag. Egy nemrég végzett kutatás során csillagpopuláció-modellezéssel vizsgálták annak lehetőségét, hogy amit eddig csillagnak hittek, az valójában egy halmaz.
A kérdés egyszerűnek tűnik: vajon az Earendel sugárzása egyetlen csillagéra hasonlít vagy inkább egy több csillagból álló halmazéra? A helyzetet bonyolítja, hogy az Earendel fényét egy közbeeső galaxishalmaz úgynevezett gravitációs lencsézés által eltorzítja és felnagyítja. Nem ismerjük pontosan a nagyítás mértékét, ezért nem tudhatjuk, mekkora maga a forrás – így akár több csillagról is lehet szó.
Massimo Pascale (University of California, Berkeley) és munkatársai egyszerű csillagpopulációs modellt illesztettek a James Webb-űrtávcső közeli infravörös spektrográfjának (NIRSpec) színképeihez, amelyek az Earendelről és a Napkelte-ív egy másik, 1b-vel jelölt forrásáról készültek. Utóbbiról a kutatók úgy gondolják, hogy csillaghalmaz. A modellben változtatták a halmaz korát, fémességét, a benne lévő por mennyiségét és más tényezőket is. Ahhoz, hogy a vizsgálat még pontosabb legyen, a kutatók három különböző csillagpopuláció-modell adatbázisát is felhasználták.
Mind az Earendel, mind az 1b adatai megfeleltethetők mindhárom csillagpopuláció-modellnek, ami arra utal, hogy az Earendel egy csillaghalmaz. A két forrás több hasonlóságot is mutat: hasonló a fémtartalmuk (kevesebb, mint a Nap fémtartalmának 10%-a), a csillagfelszín-sűrűségük (magas, vetekszik a lokális univerzumban tapasztalt maximális sűrűséggel), valamint a koruk is (több mint 30 millió évesek).
A két forrás lehetséges kora és fémessége alapján elképzelhető, hogy az Earendel és az 1b a mai gömbhalmazok előfutárai. Ezek a halmazok olyan evolúciós sorozatba illeszkednek, amely más lencsézett csillaghalmazokkal köti össze őket, például a z=10,2 vöröseltolódású Kozmikus Gyöngyszemekkel (Cosmic Gems) és a z=1,4 vöröseltolódású Sparkler halmazokkal.
Bár ezek az eredmények megmutatják, hogy az Earendel halmaz is lehet, nem bizonyítják, hogy valóban az is. Vannak olyan, egyetlen csillagra előre jelzett tulajdonságok, amelyek vizsgálata meghaladja a megfigyelési lehetőségeinket, de bizonyos tulajdonságokkal rendelkező halmazok ezeket akár reprodukálhatják is, és ez nem könnyíti meg a dolgunkat. A szerzők rámutattak, hogy van egy olyan jel, amely igazolhatná, hogy az Earendel egyetlen, nagy tömegű csillag: ez pedig a csillagszél által okozott mikrolencsézés miatti fényességingadozás. Eddig nem találtak ilyen ingadozást, így egyelőre úgy tűnik, hogy az Earendel inkább halmaz, semmint egyetlen csillag.
Az eredményeket bemutató szakcikk: https://doi.org/10.3847/2041-8213/aded93s
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet