Dodano: 07 styczeń 2021r.

Nowa granica Wszechświata. Odkryto najdalszą i najstarszą znaną galaktykę

Astronomowie znaleźli dowody na istnienie galaktyki, której światło potrzebowało 13,4 miliarda lat, by do nas dotrzeć. To nowy rekord, który ustala aktualną granicę znanego nam Wszechświata.

Nowa granica Wszechświata. Odkryto najdalszą i najstarszą znaną galaktykę

 

Od niepamiętnych czasów filozofowie i uczeni zastanawiali się nad początkiem czasu i próbowali ustalić, kiedy wszystko się zaczęło. Dopiero w dobie współczesnej astronomii zbliżyliśmy się do odpowiedzi na to pytanie. Według najpopularniejszych modeli kosmologicznych, Wszechświat rozpoczął się od Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce około 13,8 miliarda lat temu.

Astronomowie wciąż jednak nie mają pewności, jak wyglądał wczesny Wszechświat, nazywając pierwszy miliard lat jego istnienia „ciemnymi wiekami”. Dlatego też nieustannie udoskonalają swoje instrumenty naukowe, aby zobaczyć najodleglejsze galaktyki. Dzięki nowym badaniom przeprowadzonym przez międzynarodowy zespół naukowców, udało się zidentyfikować jak dotąd najstarszą galaktykę obserwowaną w naszym Wszechświecie. Nosi ona nazwę GN-z11.

Kosmiczne „wieki ciemne”

Badania zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie „Nature Astronomy”. Przeprowadził je zespół pod kierownictwem Linhua Jiang z Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics oraz prof. Nobunari Kashikawa z Uniwersytetu w Tokio. W przedsięwzięciu brali udział także naukowcy z Carnegie Institution for Science, Steward Observatory, Geneva Observatory i Peking University.

Kosmiczne „wieki ciemne” rozpoczęły się około 370 tysięcy lat po Wielkim Wybuchu i trwały przez kolejny miliard lat. W tym czasie jedynymi źródłami światła były albo fotony uwolnione wcześniej (co do dziś jest wykrywalne jako mikrofalowe promieniowanie tła - CMB), albo te uwolnione przez neutralne atomy wodoru. Światło tych fotonów jest dla nas dzisiaj niewidoczne.

Efekt ten znany jest jako przesunięcie ku czerwieni, gdzie długość fali światła ulega "przesunięciu" w kierunku czerwonego końca widma w miarę jak przechodzi ona przez stale rozszerzający się kosmos na swojej drodze ku Ziemi. W przypadku obiektów zbliżających się do naszej galaktyki efekt jest odwrotny, przy czym długość fali skraca się i przesuwa w kierunku niebieskiego końca widma (tzw. przesunięcie ku fioletowi).

Galaktyka GN-z11

Przez prawie sto lat astronomowie wykorzystywali te efekty do określania odległości między galaktykami i tempa rozszerzania się Wszechświata. W omawianym przypadku zespół badawczy użył teleskopu Keck I w Maunakea na Hawajach, aby zmierzyć przesunięcie ku czerwieni światła docierającego z galaktyki GN-z11. Okazało się, że jest to najdalsza (a zatem też najstarsza) galaktyka, jaką kiedykolwiek zaobserwowano.

"Z badań wynika, że galaktyka GN-z11 wydaje się być najdalszą wykrywalną galaktyką, znajdującą się 13,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Jednak zmierzenie i sprawdzanie takiej odległości nie jest łatwym zadaniem” – napisał Kashikawa w komunikacie. Zdaniem astronomów obiekt istniał już zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Nowe szacunki odległości

Z ziemskiej perspektywy GN-z11 jest tak daleko, że określa samą granicę obserwowalnego Wszechświata. Podczas gdy ta galaktyka była już obserwowana w przeszłości (przez teleskop Hubble'a), to do dokonania dokładnych pomiarów, badacze potrzebowali mocy rozdzielczej i przyrządów spektroskopowych Obserwatorium Keck. Pozwoliły one na sporządzenie wielokrotnie dokładniejszych szacunków odległości dla tej galaktyki.

Jeśli kolejne obserwacje potwierdzą wyniki najnowszych badań, to astronomowie będą mogli z całą pewnością stwierdzić, że GN-z11 jest najdalszą galaktyką, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. Poprzez badanie obiektów takich jak ten, naukowcy mają nadzieję, że będą mogli rzucić światło na czas, kiedy Wszechświat miał zaledwie kilkaset milionów lat.

To właśnie wtedy Wszechświat zaczynał wyłaniać się z "ciemnych wieków", a pierwsze gwiazdy i galaktyki tworzyły i wypełniały kosmos światłem widzialnym. Badając ten okres astronomowie mają nadzieję dowiedzieć się więcej o tym, jak później ewoluowały wielkie struktury Wszechświata. Pomogą w tym teleskopy nowej generacji, takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) - którego start zaplanowano na 31 października 2021 roku.

Instrumenty te pozwolą nawet na badanie samych "ciemnych wieków" historii Wszechświata. To może być bardzo ekscytujący czas dla astronomów.

Badania wykonano w ramach Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration (MOSFIRE).

 

Źródło: UniverseToday