Галактическият куп от Абел 2744 е на 3,5 милиарда светлинни години отдалечен от нас и има капацитет от повече от 400 галактики. Комбинираната тежест на всички галактики кара групата да функционира като леща, през която учените се надяват да видят образуването на първите звезди.
Около 200-400 милиона години след Големия взрив се появиха първите звезди. Поради тяхната отдалеченост, те остават недостъпни за наблюдателя на Земята, но нещата могат да се променят през 2020 г. след пускането на космическия телескоп на НАСА Джеймс Уеб.
Първите звезди са важни за изследователите, тъй като те могат да разкажат ценна информация за свойствата на ранната Вселена. Би било възможно да се разбере дали двоичните звезди са общи или просто единични. А също и колко тежки химически елементи са създадени от първото поколение и как са се образували.
Гравитационно увеличително лещи
Първата стъпка се основава на инфрачервената чувствителност на телескопа Джеймс Уеб. Първите звезди бяха големи, горещи и излъчвани UV лъчи. Но те са толкова далеч, че универсалната резолюция е изместила своя пик от UV до много по-дълги IR дължини на вълните.
Втората стъпка е да се използва комбинираната гравитация на междинния галактически клъстер като леща, която ще фокусира и увеличи светлината на звездите от първо поколение. Типичното гравитационно лещиране може да увеличи светлината с 10-20 пъти, но това не е достатъчно. За Webb увеличението трябва да бъде повече от 10 000 пъти. За да се постигне такова увеличение, клъстерите ще изискват транзити - специални подравнения, където звездната светлина се увеличава значително в продължение на няколко седмици, докато галактическият клъстер се носи между Земята и звездата.
Игра на късмет
Колко вероятно е това привеждане в съответствие? Астрономите казват, че шансовете са много малки. В допълнение, всеки каустик е асиметричен, което води до рязко увеличение, ако звездата се приближава от една страна, но много по-неясна, ако от друга. Това означава, че в зависимост от страната, звездата ще бъде по-ярка за няколко часа или месеци. След пика на яркостта, той ще изчезне отново.
Основният атрибут на първите звезди е, че те са били образувани от смес от водород и хелий на ранната Вселена без тежки химически елементи като въглерод, кислород, желязо и злато.
Учените показват звезди по температура и яркост в диаграмата. Повечето са по главната последователност. Слънцето (долу, вдясно) има продължителност на живота 6,4 милиарда години. Първото поколение е зачервено и расте до експлозия на супернова за няколко милиона години
Аккреционният диск около първичните черни дупки, образувани след Големия взрив, може да стане друг обект. Черните дупки ще бъдат последният еволюционен резултат от масивните първи звезди. Ако звездите бяха в двоична система, тогава щеше да се превърне в черна дупка, захранвана с газ от сателита и оформен плосък диск. Един акреционен диск ще покаже различен спектър от първата звезда, защото преминава през каустик, създавайки подобрена яркост при по-къси дължини на вълната от горещата, най-вътрешната част на диска.
Учените вече са избрали няколко потенциални цели, сред които е и галактическият клон Ел Гордо. Екипът се надява на късмет и дълго търсене (през цялото време, функционирането на Джеймс Уеб).
Извън Webb
Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ ще бъде истинско техническо чудо, но няма да трае вечно. Например Хъбъл е на орбита от 1990 г. и е обслужван от астронавтите 5 пъти. Webb се планира да бъде разположен на разстояние от 1.5 милиона километра от Земята, а срокът на работа първоначално се изчислява за 5-10 години (може да достигне до 15). Поддръжката обаче не е осигурена.
Следователно, планирано е да се създаде нов телескоп на високо и сухо върха на обсерваторията Las Campanas (Чили). Това място е идеално за IR наблюдение. През 2026 г. GMT (Giant Magellan Telescope) ще има светлинна повърхност от 24.5 метра, създадена от 7 отделни огледала. В определен период от време тези телескопи ще работят заедно, така че учените планират да се възползват максимално от всички възможности за намиране на първите звезди.
