Abell 2744 galaktikos klasteris yra 3,5 mlrd. Šviesmečių nuo mūsų ir turi daugiau kaip 400 galaktikų. Bendras visų galaktikų sunkumas verčia klasterį veikti kaip lęšį, per kurį mokslininkai tikisi pamatyti pirmųjų žvaigždžių formavimąsi.
Maždaug po 200-400 milijonų metų po Didžiojo sprogimo pasirodė pirmosios žvaigždės. Dėl jų atokumo, jie lieka neprieinami žemės stebėtojui, tačiau viskas gali pasikeisti 2020 m. Po to, kai buvo pradėtas NASA kosminis teleskopas James Webb.
Pirmosios žvaigždės yra svarbios tyrėjams, nes jos gali pasakyti vertingą informaciją apie ankstyvosios visatos savybes. Būtų galima suprasti, ar dvejetainės žvaigždės buvo įprastos, ar tik vienišos. Be to, kiek sunkių cheminių elementų sukūrė pirmoji karta ir kaip jie buvo suformuoti.
Gravitacijos didinimo objektyvas
Pirmasis žingsnis yra pagrįstas James Webb teleskopo infraraudonųjų spindulių jautrumu. Pirmosios žvaigždės buvo didelės, karštos ir spinduliuojamos UV spinduliai. Bet jie yra tokie toli, kad visuotinė skiriamoji geba perkelia smailę iš UV į daug ilgesnius IR bangos ilgius.
Antrasis žingsnis yra naudoti tarpinį galaktikos klasterį kaip lęšį, kuris sutelks ir padidins pirmosios kartos žvaigždžių šviesą. Tipiškas gravitacinis objektyvas gali padidinti šviesą 10–20 kartų, tačiau to nepakanka. Webb atveju padidėjimas turėtų būti daugiau nei 10 000 kartų. Kad būtų pasiektas toks padidėjimas, klasteriams reikės tranzitų - specialių išlygų, kur šviesa žymiai padidėja per kelias savaites, o galaktikos klasteris persikelia tarp Žemės ir žvaigždės.
Sėkmės žaidimas
Kaip tikėtina, kad šis suderinimas? Astronomai teigia, kad tikimybė yra labai maža. Be to, kiekvienas šarminis yra asimetriškas, o tai reiškia, kad žvaigždė artėja prie vienos pusės, bet yra daug neaiškesnė, jei kita. Tai yra, priklausomai nuo pusės, žvaigždė bus šviesesnė kelias valandas ar mėnesius. Po ryškumo piko, jis išnyks dar kartą.
Svarbiausias pirmųjų žvaigždžių atributas yra tas, kad jie buvo sudaryti iš ankstyvosios visatos vandenilio ir helio mišinio be sunkių cheminių elementų, pvz., Anglies, deguonies, geležies ir aukso.
Mokslininkai vaizduoja žvaigždutes pagal temperatūrą ir ryškumą diagramoje. Dauguma jų yra pagrindinėje sekoje. Saulės (žemiau, dešinėje) gyvenimo trukmė yra 6,4 mlrd. Metų. Pirmoji karta yra karšta ir per kelis milijonus metų auga iki supernovos sprogimo
Akumuliatoriaus diskas aplink pagrindines juodas skyles, susidariusias po Didžiojo sprogimo, gali tapti dar vienu objektu. Juodosios skylės būtų galutinis didžiulių pirmųjų žvaigždžių evoliucinis rezultatas. Jei žvaigždės būtų dvejetainėje sistemoje, tuomet taptų juoda skylė, kurią duoda dujos iš palydovo ir sudarytų plokščią diską. Akcinis diskas parodys skirtingą spektrą nuo pirmosios žvaigždės, nes jis eina per šarminį, sukurdamas geresnį ryškumą trumpesniais bangos ilgiais nuo karšto, viduje esančio disko dalies.
Mokslininkai jau pasirinko keletą galimų tikslų, tarp kurių yra El Gordo galaktikos klasteris. Komanda tikisi sėkmės ir ilgos paieškos (visą laiką, James Webb veikimas).
Už Webb ribų
James Webb kosminis teleskopas bus tikras techninis stebuklas, tačiau jis nebus amžinai. Pavyzdžiui, „Hubble“ orbitoje yra nuo 1990 m., O astronautai juos aptarnauja 5 kartus. Planuojama, kad Webb bus nutolusi nuo 1,5 mln. Km nuo Žemės, o darbo laikas iš pradžių skaičiuojamas 5-10 metų (jis gali siekti iki 15). Tačiau techninė priežiūra nėra teikiama.
Todėl planuojama sukurti naują teleskopą ant aukšto ir sauso aukščiausiojo lygio susitikimo Las Campanas observatorijoje (Čilė). Ši vieta idealiai tinka IR priežiūrai. 2026 m. GMT (Giant Magellan teleskopas) šviesos surinkimo paviršius bus 24,5 metrų, sukurtas iš 7 atskirų veidrodžių. Tam tikru laikotarpiu šie teleskopai dirbs kartu, todėl mokslininkai planuoja išnaudoti visas galimybes rasti pirmąsias žvaigždes.
