«Джеймс Уэбб» зафиксировал рекордное число микролинзированных звёзд в галактике Дракон

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» зарегистрировал 104 события гравитационного микролинзирования в галактике Дракон, удалённой на 6,5 млрд световых лет. Этот результат более чем вдвое превышает предыдущий рекорд для той же галактики и открывает новые пути к изучению самых ярких звёзд и природы тёмной материи.

Галактика Дракон (красное смещение z ≈ 0,725) наблюдается сквозь массивное скопление Abell 370, гравитация которого усиливает её свет и растягивает в характерную дугу. Из-за неоднородности скопления линии максимального усиления — каустики — дробятся на множество микрокаустик. Когда отдельная звезда фона пересекает такую микрокаустику, её изображение временно усиливается в сотни и тысячи раз; это явление называют событием пересечения каустики (CCE).

Группа под руководством Хосе Марии Паленсии из Института физики Кантабрии (IFCA, Испания) сравнила снимки JWST в инфракрасных фильтрах, полученные с 2022 по 2024 год. После коррекции геометрии, удаления фоновых объектов и свечения галактического ядра, а также объединения повторных обнаружений в разных фильтрах осталось 104 уникальных кандидата. Предыдущий каталог для этой дуги насчитывал лишь 44 события.

Анализ цвета показал примерно равное количество голубых и красных сверхгигантов, а также несколько жёлтых объектов. Такое соотношение типично для галактики, где продолжается звездообразование, хотя пыль может искажать наблюдаемые оттенки. Голубые сверхгиганты — горячие и молодые, красные — более холодные и старые; их баланс помогает оценить возраст и металличность звёздного населения.

Кроме того, распределение событий вдоль дуги оказалось асимметричным: с одной стороны каустики вспышек заметно меньше. Эта аномалия согласуется с моделью «пушистой» тёмной материи, состоящей из сверхлёгких частиц, которые ведут себя как квантовые волны. Таким образом, каталог CCE становится не только инструментом изучения далёких звёзд, но и независимой проверкой космологических гипотез.

Важно, что метод микролинзирования позволяет разглядеть отдельные светила в галактиках, которые иначе сливались бы в общую туманность. Сверхгиганты — редкие и короткоживущие объекты, поэтому их наблюдение даёт прямые ограничения на скорость звездообразования и начальную функцию масс в эпоху, когда Вселенная была примерно вдвое моложе.

Стоит отметить, что 104 события не обязательно соответствуют 104 разным звёздам: одна и та же звезда может пересекать каустику несколько раз в разных фильтрах или наблюдениях. Тем не менее статистика CCE уже сейчас превосходит все предыдущие выборки для одной галактики, а дальнейшее накопление данных позволит отделить повторные вспышки от новых.

В будущем авторы планируют расширить наблюдения на другие гравитационные дуги, чтобы подтвердить обнаруженную асимметрию и уточнить свойства тёмной материи. Новые данные JWST обещают ещё больше подобных событий, а значит, и более глубокое понимание эволюции галактик на больших красных смещениях.