Kada žele proučiti najudaljenije predmete u Svemiru, astronomi se često oslanjaju na tehniku poznatu kao Gravitacijsko leće. Temeljena na principima Einsteinove teorije opće relativnosti, ova tehnika uključuje oslanjanje na veliku raspodjelu materije (poput galaksijskog klastera ili zvijezde) kako bi se povećala svjetlost koja dolazi iz udaljenog objekta, čineći je tako svjetlijom i većom.
Ova tehnika omogućila je proučavanje pojedinih zvijezda u dalekim galaksijama. U nedavnoj studiji, međunarodni tim astronoma koristio je skup galaksija za proučavanje najudaljenije pojedinačne zvijezde ikad viđene u Svemiru. Iako se obično onesvijesti, prisustvo galaksije u prvom planu omogućilo je tim da proučavaju zvijezdu kako bi testirali teoriju o tamnoj materiji.
Studija koja opisuje njihova istraživanja nedavno se pojavila u znanstvenom časopisu Priroda Astronomija pod naslovom "Ekstremno uvećanje pojedine zvijezde u crvenom pomaku 1.5 lećom galaktičkog klastera". Istraživanje je vodio Patrick L. Kelly, docent sa Sveučilišta u Minnesoti, a uključivali su članove Opservatorija Las Cumbres, Nacionalnog optičkog astronomskog opservatorija, Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (CfA), Ekološke politehnike Federale de Lausanne (EPFL), i više sveučilišta i istraživačke institucije.
Za vrijeme svoje studije, prof. Kelly i njegovi suradnici koristili su galaksiju poznatu kao MACS J1149 + 2223 kao svoju leću. Smješteno oko 5 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje, ovaj galaktički klaster sjedi između Sunčevog sustava i galaksije koja sadrži Icarus. Kombinacijom Hubbleove razlučivosti i osjetljivosti sa snagom ove gravitacijske leće, tim je mogao vidjeti i proučavati Icarusa, plavog diva.
Ikar, nazvan po grčkom mitološkom liku koji je letio preblizu Suncu, imao je prilično zanimljivu povijest. Na udaljenosti od Zemlje otprilike 9 milijardi svjetlosnih godina, zvijezda nam se čini kao i kad je Svemir bio star samo 4,4 milijarde godina. U travnju 2016. zvijezda je privremeno posvijetlila 2.000 puta više od svoje normalne svjetline zahvaljujući gravitacijskom pojačanju zvijezde u MACS J1149 + 2223.
Kao što je prof. Kelly objasnio u nedavnom priopćenju za UCLA, ovo je privremeno omogućilo Icaru da po prvi put postane vidljiv astronomima:
"Možete vidjeti pojedinačne galaksije vani, ali ova je zvijezda barem 100 puta udaljenija od sljedeće zvijezde koju možemo proučavati, osim eksplozija supernove."
Kelly i tim astronoma koristili su Hubble i MACS J1149 + 2223 da povećaju i nadgledaju supernovu u dalekoj spiralnoj galaksiji u vrijeme kada su uočili novu točku svjetlosti nedaleko. S obzirom na položaj novog izvora, utvrdili su da bi on trebao biti mnogo jače uvećan od supernove. Nadalje, prethodna ispitivanja ove galaksije nisu pokazala izvor svjetlosti, što je ukazivalo na to da je bila u zakupu.
Kao što je Tommaso Treu, profesor fizike i astronomije na UCLA College i koautor studije, naznačio je:
"Zvijezda je toliko kompaktna da djeluje kao vršak i daje vrlo oštar snop svjetlosti. Zraka prolazi kroz prednji skup galaksija, djelujući kao kozmičko povećalo ... Pronalaženje više takvih događaja vrlo je važno za postizanje napretka u našem razumijevanju temeljnog sastava svemira.
U ovom slučaju, svjetlost zvijezde pružala je jedinstvenu priliku za testiranje teorije o nevidljivoj masi (aka. "Tamna materija") koja prožima Svemir. U osnovi, tim je upotrijebio precizni izvor svjetlosti koji pruža pozadinska zvijezda kako bi ispitao intervenirajući skup galaksije i utvrdio sadrži li ogroman broj iskonskih crnih rupa, za koje se smatra da su potencijalni kandidat za tamnu tvar.
Smatra se da su se te crne rupe stvorile tijekom rođenja Svemira i imaju mase desetine puta veće od Sunca. Međutim, rezultati ovog testa pokazali su da fluktuacije svjetlosti od pozadinske zvijezde, koje je nadzirala Hubble trinaest godina negoduju ovoj teoriji. Da se tamna tvar zaista sastojala od sitnih crnih rupa, svjetlost koja dolazi od Icarusa izgledala bi mnogo drugačije.
Otkako je otkriven 2016. godine metodom gravitacijskog leća, Icarus je astronomima omogućio novi način promatranja i proučavanja pojedinih zvijezda u udaljenim galaksijama. Radeći to, astronomi su u stanju vidjeti rijetki i detaljan pogled na pojedine zvijezde u ranom Svemiru i vidjeti kako su se one (a ne samo galaksije i klasteri) razvijale tijekom vremena.
Kada James Webb svemirski teleskop (JWST) implementiran je 2020. godine, astronomi očekuju da će dobiti još bolji pogled i naučiti toliko više o ovom misterioznom razdoblju u kozmičkoj povijesti.
