Berkat penyelarasan kosmik yang langka, para astronom telah menangkap bintang paling jauh yang pernah diamati, sekitar 9 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Sementara para astronom secara rutin mempelajari galaksi jyang paling jauh, mereka hanya terlihat karena mereka bersinar dengan kecerahan miliaran bintang. Dan supernova, sering lebih terang dari galaksi di mana ia berada, juga dapat terlihat di seluruh alam semesta. Di luar jarak sekitar 100 juta tahun cahaya, bintang-bintang dalam galaksi-galaksi ini tidak mungkin dilihat secara terpisah.
Tetapi sebuah fenomena yang disebut lensa gravitasi – pembengkokan cahaya oleh gugusan galaksi besar dalam garis pandang — dapat memperbesar alam semesta yang jauh dan membuat objek yang redup dan jauh menjadi terlihat. Biasanya, pembacaan lensa memperbesar galaksi hingga 50 kali, tetapi dalam kasus ini, bintang itu diperbesar menjadi lebih dari 2.000 kali. Ditemukan oleh teleskop luar angkasa Hubble NASA gambar tersebut diambil pada akhir April 2016 dan baru-baru ini April 2017.
“Anda dapat melihat galaksi individu di luar sana, tetapi bintang ini setidaknya 100 kali lebih jauh daripada bintang individu berikutnya yang dapat kita pelajari, kecuali ledakan supernova,” kata mantan sarjana pasca-doktoral Berkeley. Patrick Kelly. Ia adalah penulis pertama makalah tentang penemuan yang muncul yang dipublikasikan dalam jurnal Nature Astronomy .
Bintang yang ditemukan, sering disebut oleh para astronom sebagai Icarus dan bukan berdasarkan nama resminya, MACS J1149 Lensed Star 1 (LS1), memulai teknik baru bagi para astronom untuk mempelajari bintang-bintang individu dalam galaksi yang terbentuk selama masa-masa awal alam semesta. Pengamatan ini dapat memberikan pandangan langka tentang bagaimana bintang berevolusi, terutama yang paling bercahaya.
“Untuk pertama kalinya kami melihat bintang normal – bukan supernova, bukan ledakan sinar gamma, tetapi satu bintang stabil – pada jarak sembilan miliar tahun cahaya,” kata Alex Filippenko, seorang profesor astronomi di UC Berkeley dan salah satu dari banyak penulis laporan. “Lensa ini adalah teleskop kosmik yang luar biasa.”
Tim astronomi juga menggunakan Icarus untuk menguji dan menolak satu teori materi gelap – bahwa ia terdiri dari banyak lubang hitam primordial yang bersembunyi di dalam gugus galaksi – dan untuk menyelidiki susunan materi normal dan materi gelap di gugus galaksi .
Kelly memperhatikan bintang itu saat memantau supernova yang ia temukan pada tahun 2014 saat menggunakan Hubble untuk mengintip melalui lensa gravitasi di konstelasi Leo. Supernova itu, yang dijuluki SN Refsdal untuk menghormati astrofisikawan Norwegia, Sjur Refsdal, seorang pelopor studi lensa gravitasi, dipecah menjadi empat gambar oleh lensa, sebuah kelompok galaksi masif bernama MACS J1149 + 2223, yang terletak sekitar 5 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Diduga jika Icarus mungkin lebih tinggi daripada SN Refsdal, Kelly dan timnya menganalisis warna cahaya yang dihasilkan olehnya dan menemukan sebuah bintang tunggal, yang sangat besar dan berwarna biru. Bintang B-type ini jauh lebih besar, lebih masif, lebih panas dan mungkin ratusan ribu kali lebih terang secara intrinsik daripada Matahari kita, meskipun masih terlalu jauh untuk dilihat tanpa amplifikasi lensa gravitasi.
Dengan memodelkan lensa, mereka menyimpulkan bahwa cahaya Icarus yang sangat terang mungkin disebabkan oleh efek unik dari lensa gravitasi. Sementara lensa yang diperluas, seperti gugus galaksi, hanya dapat memperbesar objek latar belakang hingga 50 kali, objek yang lebih kecil dapat memperbesar lebih banyak. Satu bintang dalam lensa latar depan, jika tepat sejajar dengan bintang latar belakang, dapat memperbesar bintang latar ribuan kali. Dalam hal ini, bintang seukuran matahari kita secara singkat melewati garis pandang antara bintang jauh Icarus dan Hubble, meningkatkan kecerahannya lebih dari 2.000 kali.
Bahkan, jika penyelarasan itu sempurna, bintang tunggal dalam gugus itu mengubah cahaya dari bintang yang jauh menjadi “cincin Einstein”: lingkaran cahaya yang tercipta ketika cahaya dari bintang jauh membelok di sekitar semua sisi bintang yang diperbesar oleh lensa. Cincin terlalu kecil untuk dilihat dari jarak ini, tetapi efeknya membuat bintang mudah terlihat dengan memperbesar kecerahannya.
Kelly melihat bintang kedua dalam gambar Hubble, yang bisa menjadi gambar cermin Icarus, atau bintang yang berbeda yang diperbesar lensa secara gravitasi.
“Ada keberpihakan seperti ini di semua tempat sebagai bintang latar belakang atau bintang di galaksi lensa bergerak di sekitar, menawarkan kemungkinan mempelajari bintang yang sangat jauh yang berasal dari alam semesta awal, sama seperti kita telah menggunakan lensa gravitasi untuk mempelajari galaksi yang jauh,” Filippenko kata. “Untuk jenis penelitian ini, alam telah memberi kita teleskop yang lebih besar daripada yang bisa kita bangun!”
Adapun Icarus, para astronom memprediksi bahwa itu akan diperbesar berkali-kali selama dekade berikutnya ketika bintang-bintang berkelompok bergerak, mungkin meningkatkan kecerahannya sebanyak 10.000 kali.
