Teraz, międzynarodowy zespół astronomów zdołał dokładniej niż kiedykolwiek zmierzyć dystans dzielący nas od najstarszej i najodleglejszej znanej nam galaktyki. Tę galaktykę, GN-z11, w pewnym sensie dzieli od nas 13,4 miliarda lat świetlnych, zatem widzimy ją taką, jaką była 420 milionów lat świetlnych po Wielkim Wybuchu. Wówczas wiek Wszechświata stanowił zaledwie 3% jego dzisiejszego wieku.
Przesunięcie ku czerwieni
GN-z11 znajduje się dokładnie na krawędzi obserwowalnego Wszechświata. Dlaczego w odniesieniu do jej odległości od Ziemi użyłam wyrażenia „w pewnym sensie”? To dlatego, że rzeczywisty dzielący nas od niej dystans wynosi blisko… 32 miliardy lat świetlnych, a tylko podziwiamy ją w stanie, w jakim była, 13,4 miliarda lat temu. Jak to możliwe? W jaki sposób możemy widzieć, coś znajdujące się 32 miliardy lat świetlnych stąd, skoro Wszechświat ma 13,8 miliarda lat?
To proste. Wraz z upływem czasu Wszechświat nieustannie się rozszerza i robi to z coraz większą prędkością. W rezultacie wydłużają się fale promieniowania pochodzące z odległych galaktyk, w związku z czym ma miejsce tak zwane przesunięcie ku czerwieni. W skrócie oznacza to, że długość tych fal staje się bliższa długości fal z zakresu światła czerwonego i podczerwonego.
Galaktyka w ultrafiolecie
Przesunięcie ku czerwieni działa niczym mnożnik dystansu i w astrofizycznych równaniach kryje się pod znakiem z. W ramach najnowszych badań uczeni zmierzyli przesunięcie ku czerwieni światła pochodzącego z GN-z11 z dokładnością większą niż kiedykolwiek. Udało się to dzięki zbadaniu światła ultrafioletowego emitowanego przez galaktykę, a dokładniej mówiąc zbadaniu rozciągnięcia jego poszczególnych chemicznych sygnatur, zwanych liniami emisyjnymi.
„Przyjrzeliśmy się w szczególności promieniowaniu ultrafioletowemu, ponieważ jest to taki obszar widma promieniowania elektromagnetycznego, w którym spodziewaliśmy się znaleźć sygnatury chemiczne przesunięte ku czerwieni.”, powiedział Nobunari Kashikawa, jeden z autorów najnowszej pracy naukowej poświęconej GN-z11. „Kosmiczny Teleskop Hubble’a wielokrotnie wykrył w widmie GN-z11 takie sygnatury. Niemniej, nawet Kosmiczny Teleskop Hubble’a nie jest w stanie rozróżnić ultrafioletowych linii emisyjnych w takim stopniu, jakiego potrzebowaliśmy. Dlatego skorzystaliśmy z nowocześniejszego spektrografu naziemnego – instrumentu służącego do pomiaru linii emisyjnych – o nazwie MOSFIRE, który stanowi cześć teleskopu Keck I na Hawajach.”
Korzystając z urządzenia MOSFIRE, międzynarodowy zespół astronomów zdołał zmierzyć przesunięcie ku czerwieni światła pochodzącego z GN-z11 z dokładnością 100 razy większą niż dotychczas. W rezultacie odkryto, że jego wartość z wynosi nie 11,09 jak wcześniej myślano a 10,957. To z kolei potwierdziło, że GN-z11 jest najodleglejszą i najstarszą galaktyką ze wszystkich dotychczas zaobserwowanych i leży na samej krawędzi obserwowalnego Wszechświata.
Źródło: Nature Astronomy, fot. tyt. Pixabay/Free-Photos