Больше сотни далёких звёзд в одной галактике экспресс
Свет от далёкой галактики Дракон летит к нам больше семи миллиардов лет. По дороге он проходит мимо огромного скопления галактик, которое своей гравитацией искривляет путь света, как линза. Поэтому галактика кажется нам ярче и больше, чем есть на самом деле — так лупа увеличивает мелкий текст. Внутри этой космической линзы есть и отдельные звёзды. Когда такая звезда проходит точно перед одной из звёзд Дракона, свет последней на короткое время усиливается ещё сильнее, и мы видим вспышку.
Астрономы три года подряд снимали эту область камерой телескопа Джеймса Уэбба. Они искали такие вспышки — звёзды, которые появлялись и исчезали на снимках. Таких событий набралось больше сотни. Это рекорд: раньше в одной галактике удавалось заметить от силы несколько десятков. Теперь можно считать, сколько в Драконе ярких звёзд и сколько тусклых. Оказалось, что ярких звёзд больше, чем ожидали по старым моделям.
По расположению вспышек можно судить и о том, как распределено невидимое тёмное вещество в скоплении. Вспышки чаще случаются там, где гравитационная линза сильнее всего. Это помогает уточнить карту скопления и проверить гипотезы о природе тёмной материи. Также астрономы заметили, что вспышки не совсем симметричны: с одной стороны от центра их больше, чем с другой. Этот перекос может быть следом волновых свойств тёмной материи — если она состоит из сверхлёгких частиц, которые ведут себя как волны.
Такой массовый подсчёт далёких звёзд — новый инструмент. Раньше о звёздах в далёких галактиках судили по общему свету, а теперь можно буквально пересчитать отдельные светила. Это как вместо разглядывания толпы издалека вдруг начать видеть лица.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.22702
Highly magnified stars at cosmological distances ($$z \gtrsim 0.7$$) become detectable thanks to microlensing by intracluster stars near the critical curves of galaxy clusters. Multi-epoch photometric campaigns targeting caustic crossing galaxies magnified by massive galaxy clusters enable the detection of these objects as transient events. Such stars provide unique opportunities to study stellar populations at early cosmic times, probe the nature of dark matter, reveal small-scale structure in the cluster, and improve lens models. To date, only a few dozen high-redshift stars have been reported, with a single lensed galaxy, the Dragon, holding the current record of 44 detections. These numbers, however, remain insufficient to exploit their full potential. In this paper, owing to the inclusion of new observations, we report the identification of more than 100 magnified stellar events in the Dragon, behind the massive galaxy cluster Abell 370. The relatively low redshift of the Dragon ($$z\approx0.725$$) facilitates the detection of its most massive stars. Using imaging data from three different cycles (2022--2024) with the James Webb Space Telescope, we apply a time-domain technique to identify flux variations associated with caustic-crossing events. From the spatial distribution of stellar events we constrain the high-end slope of the stellar luminosity function, finding $$\beta=2.18^{+0.20}_{-0.30}$$. Alternatively, assuming a fixed slope, we constrain the microlens surface mass density. In addition, we examine the parity asymmetry of the detected caustic-crossing events, a proposed probe of wave dark matter, and find that it remains present. We also use the events to trace the regions of highest magnification, offering an alternative way to map the system critical curves.
Галактика Дракон получила своё имя из-за вытянутой формы: гравитационная линза растянула её изображение в дугу, похожую на изогнутое тело дракона.
В сериале «Звёздный путь» гравитационные линзы использовали, чтобы заглянуть в далёкое прошлое Вселенной — правда, там это была технология, а здесь сама природа.