Ad oltre la metà dell’universo, un’enorme stella blu, soprannominata Icarus, è la stella individuale più lontana mai vista. Normalmente, sarebbe troppo debole da vedere, anche con i telescopi più grandi del mondo. Ma attraverso una stranezza della natura che amplifica enormemente la debole luce della stella, gli astronomi, utilizzando l’Hubble Space Telescope, sono stati in grado di individuare questa stella e stabilire un nuovo record di distanza. Icarus è stata utilizzata anche per testare una nuova teoria della materia oscura.
La stella, all’interno di una galassia a spirale molto distante, è così lontana che la sua luce ha impiegato 9 miliardi di anni per raggiungere la Terra. Ci appare come quando l’universo aveva circa il 30% della sua attuale età (circa 4.4 miliardi di anni dopo il Big Bang). La scoperta di Icarus attraverso la lente gravitazionale ha dato inizio ad un nuovo modo di studiare singole stelle in galassie distanti. Queste osservazioni forniscono uno sguardo raro e dettagliato sull’evoluzione delle stelle, soprattutto di quelle più luminose.
La lente gravitazionale è un fenomeno in cui la gravità di un grande ammasso di galassie agisce come una lente naturale nello spazio, piegando ed amplificando la luce. La luce può essere amplificata enormemente, illuminando a sufficienza oggetti estremamente lontani e deboli. Nel caso di Icarus, l’ammasso di galassie in questione è chiamato MACS J1149+2223. A circa 5 miliardi di anni luce dalla Terra, questo ammasso di galassie si trova tra la Terra e la galassia che contiene la stella. Combinando la forza di questa lente gravitazionale alla magnifica risoluzione e sensibilità di Hubble, gli astronomi possono vedere e studiare Icarus, la cui luminosità è aumentata di 2.000 volte attraverso il processo.
I modelli suggeriscono che la straordinaria luminosità probabilmente derivava dall’amplificazione gravitazionale di una stella, simile al sole in massa, nell’ammasso di galassie quando la stella si trovava davanti ad Icarus.
La scoperta di Icarus
Il team di scienziati stava utilizzando Hubble per monitorare una supernova nella lontana galassia a spirale, quando ha individuato un nuovo punto di luce non lontano dalla supernova amplificata. Analizzando i colori della luce proveniente dall’oggetto, hanno scoperto che si trattava di una stella supergigante. Questo tipo di stella è molto più grande, massiccia, calda (temperatura in superficie tra 11.000 e 14.000°C) e forse centinaia di migliaia di volte più luminosa del sole. Ma a questa distanza, sarebbe ancora troppo lontana da vedere senza l’amplificazione della lente gravitazionale. I ricercatori riferiscono che “la fonte non si scaldava e non stava esplodendo”. “La luce è amplificata ed è quello che ci si aspetta da una lente gravitazionale”, affermano.
Alla ricerca della materia oscura
Questa scoperta rappresenta l’opportunità unica di testare la natura della materia oscura nell’ammasso. La materia oscura è un materiale invisibile che costituisce la maggior parte della massa dell’universo. Esplorando ciò che fluttua intorno all’ammasso, gli scienziati sono stati in grado di testare una teoria secondo cui la materia oscura potrebbe essere costituita da un enorme numero di buchi neri primordiali, formatisi alla nascita dell’universo, con masse decine di volte più grandi del sole.
I risultati di questo test non sostengono questa ipotesi, perché le fluttuazioni della luce della stella, monitorate da Hubble per 13 anni, sarebbero state diverse se ci fosse stato uno sciame di buchi neri.
Quando la NASA lancerà il James Webb Space Telescope, gli astronomi si aspettano di scoprire molte altre stelle simili a Icarus. La straordinaria sensibilità di Webb permetterà misurazioni più dettagliate, come sulla possibile rotazione di queste stelle. Si potrebbe addirittura scoprire che queste stelle sono abbastanza comuni.
