Pri pohľade na štúdium najvzdialenejších objektov vo vesmíre sa astronómovia často spoliehajú na techniku známu ako gravitačné šošovky. Na základe princípov Einsteinovej teórie všeobecnej relativity zahŕňa táto technika spoliehanie sa na veľké rozdelenie hmoty (napríklad zhluk galaxií alebo hviezdu), aby sa zväčšilo svetlo prichádzajúce zo vzdialeného objektu, čím sa javí ako svetlejšie a väčšie.
Táto technika umožnila štúdium jednotlivých hviezd vo vzdialených galaxiách. V nedávnej štúdii medzinárodný tím astronómov použil klaster galaxií na štúdium najvzdialenejšej jednotlivej hviezdy, akú kedy bol vo vesmíre videný. Aj keď za normálnych okolností mdlo pozorovať, prítomnosť galaktického klastra v popredí umožnila tímu študovať hviezdu, aby sa otestovala teória temnej hmoty.
Štúdia, ktorá popisuje ich výskum, sa nedávno objavila vo vedeckom časopise Astronómia prírody pod názvom „Extrémne zväčšenie jednotlivej hviezdy pri červenom posunutí 1,5 pomocou šošovky galaxie“. Štúdiu viedli Patrick L. Kelly, pomocný profesor na Minnesotskej univerzite. Medzi jej členov patrili Observatórium v Las Cumbres, National Optical Astronomical Observatory, Harvard-Smithsonian Centre for Astrofhysics (CfA), Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. (EPFL) a viac univerzít a výskumných inštitúcií.
Na účely štúdia prof. Kelly a jeho spolupracovníci použili ako svoju šošovku klaster galaxií známy ako MACS J1149 + 2223. Tento klaster galaxií, ktorý sa nachádza asi 5 miliárd svetelných rokov od Zeme, leží medzi Slnečnou sústavou a galaxiou, ktorá obsahuje Icarus. Kombináciou Hubbleovho rozlíšenia a citlivosti so silou tejto gravitačnej šošovky bol tím schopný vidieť a študovať modrého obra Icarusa.
Icarus, pomenovaný po gréckej mytologickej postave, ktorá lietala príliš blízko Slnka, má pomerne zaujímavú históriu. Vo vzdialenosti približne 9 miliárd svetelných rokov od Zeme sa hviezda javí tak, ako tomu bolo v prípade, keď bol vesmír len 4,4 miliardy rokov. V apríli 2016 sa hviezda dočasne rozjasnila na 2 000-násobok svojej normálnej svietivosti vďaka gravitačnému zosilneniu hviezdy v MACS J1149 + 2223.
Ako vysvetlil Prof. Kelly v nedávnej tlačovej správe UCLA, dočasne to umožnilo, aby sa Icarus prvýkrát stal viditeľným pre astronómov:
"Vidíte tam jednotlivé galaxie, ale táto hviezda je najmenej 100-krát ďalej ako ďalšia samostatná hviezda, ktorú môžeme študovať, s výnimkou výbuchov supernovy."
Kelly a tím astronómov používali Hubble a MACS J1149 + 2223, aby zväčšili a monitorovali supernovu vo vzdialenej špirálovej galaxii v čase, keď zbadali nový bod svetla neďaleko. Vzhľadom na pozíciu nového zdroja určili, že by mal byť oveľa viac zväčšený ako supernova. A čo viac, predchádzajúce štúdie tejto galaxie nepreukázali zdroj svetla, čo naznačuje, že bola šošovka.
Ako Tommaso Treu, profesor fyziky a astronómie na UCLA College a spoluautor štúdie, uviedol:
„Hviezda je tak kompaktná, že funguje ako diera a poskytuje veľmi ostrý lúč svetla. Lúč svieti v popredí zoskupenia galaxií a pôsobí ako kozmické zväčšovacie sklo ... Nájdenie ďalších takýchto udalostí je veľmi dôležité na dosiahnutie pokroku v našom chápaní základného zloženia vesmíru.
V tomto prípade hviezdne svetlo poskytlo jedinečnú príležitosť vyskúšať teóriu o neviditeľnej hmote (tzv. „Temnej hmote“), ktorá preniká do vesmíru. Tím v podstate použil špičkový svetelný zdroj poskytovaný hviezdou v pozadí na sondovanie zasahujúceho galaktického zhluku a zistil, či obsahuje obrovské množstvo pravekých čiernych dier, ktoré sa považujú za potenciálneho kandidáta na temnú hmotu.
Predpokladá sa, že tieto čierne diery sa vytvorili počas narodenia vesmíru a majú desiatky krát väčšie hmotnosti ako Slnko. Výsledky tohto testu však ukázali, že kolísanie svetla od hviezdy v pozadí, ktorú monitoroval Hubble už trinásť rokov túto teóriu odmietajú. Keby bola tmavá hmota skutočne tvorená malými čiernymi dierami, svetlo pochádzajúce z Icarusu by vyzeralo oveľa inak.
Odkedy bol objavený v roku 2016 pomocou gravitačnej šošovky, Icarus poskytol astronómom nový spôsob pozorovania a štúdia jednotlivých hviezd vo vzdialených galaxiách. Týmto spôsobom môžu astronómovia získať vzácny a podrobný pohľad na jednotlivé hviezdy v ranom vesmíre a vidieť, ako sa vyvíjali (a nielen galaxie a zhluky) v priebehu času.
Keď James Webb Space Telescope (JWST) je nasadený v roku 2020, astronómovia očakávajú, že sa ešte lepšie pozrú a dozviete sa oveľa viac o tomto tajomnom období kozmickej histórie.
