Rendkívül nehéz egyedi csillagokat megfigyelni a Földtől távoli galaxisokban, a Sárkányívben azonban egyszerre 44-et sikerült azonosítani. Ilyen sok különálló csillagot még nem figyeltek meg a viszonylag fiatal világegyetemben.

A csillagászok a Sárkányívet olyannak látják, amilyen 6,5 milliárd évvel ezelőtt volt. A felfedezést a James Webb űrtávcső érzékenysége és a gravitációs lencsézés tette lehetővé. Utóbbi természetes nagyítóhatás: nagy tömegű égitestek erős gravitációs tere eltéríti a fényt.

A világegyetem „gyermek- és ifjúkorának” – az ősrobbanástól a galaxisok és csillagok kialakulásáig tartó időszaknak – a vizsgálata segíthet megérteni a kozmosz fejlődését, valamint azokat az alapvető fizikai törvényeket, amelyek meghatározzák szerkezetét és sorsát. Ebben különösen fontosak az ősi galaxisok csillagai.

Korábban a galaxisok csillagállományát, vagyis a bennük található csillagok számát és típusait csak a hozzánk közeli rendszerekben, például az Androméda-galaxisban vagy a Magellán-felhőkben lehetett tanulmányozni. A távolabbi galaxisok egyedi csillagai meghaladták a megfigyelőeszközök lehetőségeit.

A James Webb űrtávcső üzembe állása ezen is változtatott. Nagy érzékenységével a rendkívül halvány fényt is képes érzékelni, megfigyelései pedig már megmutatták, hogy mindössze 600 millió évvel az ősrobbanás után is léteztek a maiakhoz hasonló, fejlett galaxisok.

A Fengwu Sun, a Harvard–Smithsonian Asztrofizikai Központ kutatója által vezetett nemzetközi csoport most először figyelt meg egyszerre 44 csillagot a Sárkányív galaxisban. Ez a galaxis akkor alakult ki, amikor a világegyetem kora nagyjából a fele volt a jelenlegi, 13,8 milliárd éves korának.

A csillagokat ugyanakkor nem láthatták volna, ha a Föld és a Sárkányív között nem helyezkedne el az Abell 370 nevű, nagy tömegű galaxishalmaz. Gravitációja kozmikus nagyítóként működött: úgy hajlította el a fényt, hogy a James Webb felvételén a Sárkányív hosszú tükörfolyosóhoz hasonlóan megnyúlt. Ez az Albert Einstein által megjósolt gravitációs lencsézés következménye.

A nagyítást egy másik jelenség tovább fokozta. A galaxishalmazban olyan magányos, „vándorló” csillagok is találhatók, amelyeket a gravitáció kiszakított eredeti galaxisukból. Amikor ezek elhaladtak a Sárkányív előtt, rövid időre felerősítették egyes távoli csillagok fényét.

Ez a kettős nagyítóhatás tette lehetővé a rekordot jelentő megfigyelést. Hasonló távolságban már egy-két egyedi csillag észlelése is ritka szerencsének számít. A kutatás eredményeit a Nature Astronomy folyóirat közölte.

A csillagokat a Sárkányív ismételt megfigyelésekor, szinte véletlenül fedezték fel. A kutatók ezért olyan, korábban már vizsgált égterületeket is újra megfigyelnének a James Webb űrtávcsővel, ahol hasonló átmeneti fényerősödésekre számíthatnak. Így képet kaphatnak arról, milyen típusú csillagok alakultak ki a viszonylag fiatal világegyetemben, és összehasonlíthatják a különböző korszakok csillagkeletkezési folyamatait.

Az eredmények azt mutatják, hogy immár távoli galaxisok nagyszámú csillagának vizsgálata is lehetséges. A James Webb érzékenysége és az erős gravitációs lencsézés együtt a rejtélyes sötét anyag kutatásában is segíthet. Ez az anyag gravitációs teret hoz létre, miközben az elektromágneses tartományban gyakorlatilag nem figyelhető meg. A feltételezések szerint gravitációs hatást gyakorol a kozmikus objektumokra, és befolyásolja a galaxishalmazok szerkezetét.