W tym konkretnym przypadku mamy do czynienia z niezwykle odległą gwiazdą, która wydaje się tak duża i tak jasna, że ciężko to wyjaśnić bez uwzględnienia tego, co się dzieje między nią samą a nami.
Mothra, bo taką nazwę otrzymała od swoich odkrywców, widoczna jest taka, jaką była zaledwie trzy miliardy lat po Wielkim Wybuchu. Wyemitowane przez nią promieniowanie potrzebowało większej części wieku wszechświata, aby do nas dotrzeć. Tym samym gwiazda dołączyła do niezwykle wąskiej grupy gwiazd „kaiju”, czyli gwiazd bardzo odległych i zarazem niezrozumiale jasnych jak na tę odległość.
Czytaj także: Odkryto najdalsze gwiazdy w naszej galaktyce – w połowie drogi do Andromedy
Warto tutaj zauważyć, że ten sam zespół naukowców, który teraz odkrył Mothrę, odpowiada także za odkrycie drugiej znanej gwiazdy kaiju: Godzilli. Godzilla jest aktualną rekordzistką jeżeli chodzi o pozorną jasność. Obie gwiazdy jednak mają coś ze sobą wspólnego. Między nimi obiema a Ziemią musi znajdować się coś, co sprawia, że do Ziemi dociera z nich więcej promieniowania, niż powinno.
Czym jest Mothra i dlaczego ją widzimy?
Mothra, oficjalnie znana jako EMO J041608.8-240358 po raz pierwszy została odkryta w trakcie obserwacji odległej galaktyki prowadzonych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Owszem, JWST idealnie nadaje się do prowadzenia obserwacji odległych obiektów w przestrzeni kosmicznej, jednak nawet on nie powinien być w stanie dostrzegać pojedynczych gwiazd, znajdujących się na drugim końcu wszechświata.
Tutaj jednak z pomocą przychodzi fascynujące zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, w którym grawitacja masywnego obiektu, takiego jak galaktyka, czy nawet gromada galaktyk zakrzywia czasoprzestrzeń i biegnące w pobliżu takiego obiektu promieniowanie z obiektów znajdujących się dalej ulega zakrzywieniu, zniekształceniu i wzmocnieniu. To właśnie to wzmocnienie sprawia, że jesteśmy w stanie dostrzec najodleglejsze obiekty. Wystarczy po prostu, aby między nimi a nami znajdował się masywny obiekt.
Czytaj także: Kosmiczne soczewki przybliżają czarną dziurę na krańcach Wszechświata. Przewidział to Einstein, metodę opracowała Polka
Obie gwiazdy kaiju znajdują się w takich miejscach przestrzeni kosmicznej, które z Ziemi soczewkowane są przez grawitację gromad galaktyk. Dane zebrane w 2014 roku za pomocą teleskopu Hubble’a w połączeniu z nowymi danymi obserwacyjnymi z Jamesa Webba pozwoliły naukowcom poznać właściwości Mothry. Dzięki temu okazało się, że tak naprawdę jest to układ podwójny składający się z krążących wokół wspólnego środka dwóch nadolbrzymów. Jeden z nich jest 50 000 razy, a drugi 125 000 razy jaśniejszy od Słońca. Można zatem śmiało założyć, że jest to naprawdę jasny układ.
Mimo tego okazało się, że z takiej odległości ten układ wciąż nie powinien być widoczny, nawet po uwzględnieniu soczewkowania grawitacyjnego na gromadzie galaktyk.
Niewidoczny pomocnik
Symulacje wskazują, że między Mothrą a gromadą galaktyk znajduje się jeszcze jeden obiekt o masie między 10 000 a 2 500 000 razy większej od masy Słońca, który także soczewkuje obie gwiazdy. Fakt, że takiego obiektu nie widzimy, wskazuje na to, że najprawdopodobniej jest to lokalne zagęszczenie ciemnej materii (być może nawet cała galaktyka karłowata w większości składająca się z ciemnej materii), które, choć dla nas niewidoczne, oddziałuje grawitacyjnie na promieniowanie wyemitowane przez Mothrę.
Warto tutaj zauważyć, ze skoro badaczom udało się odkryć dwa takie skupiska ciemnej materii, to mogłoby to wskazywać, że są one czymś powszechnie występującym we wszechświecie. Co więcej, być może w przyszłości będziemy w stanie ich aktywnie szukać poprzez soczewkowanie grawitacyjne. Już teraz naukowcy planują dalsze poszukiwanie „zbyt jasnych” odległych gwiazd, które mogłyby nam wskazać lokalizację kolejnych skupisk ciemnej materii. Im więcej takich znajdziemy, tym więcej ograniczeń będziemy w stanie na tę tajemniczą materię nałożyć.