Kreatywna.pl Gazeta Kreatywna
Podobne artykuły
Gdzie znajduje się krawędź wszechświata? Czy kosmos ma granice? Dzięki pracy obserwatorium Keck’a odkryto niezwykle odległą galaktykę, która może na nowo wyznaczyć granice obserwowalnego wszechświata.
Nowa granica wszechświata
Człowiek od zarania dziejów przygląda się niebu i zadaje sobie pytanie o genezę tego wszystkiego. Współczesnej astronomii zawdzięczamy wiedzę, zgodnie z panującym paradygmatem, że czas i przestrzeń mają swój początek w Wielkim Wybuchu, czyli około 13,8 miliarda lat temu. Nadal jednak nie ma konsensusu, co do tego jak ten kosmiczny osesek mógł wyglądać. Ten najwcześniejszy okres nazywany jest ciemnymi wiekami. Przyjmuje się, że rozpoczął się w przybliżeniu 370 tysięcy lat po zaistnieniu Wielkiego Wybuchu i trwał przez setki milionów lat. Nazwa ciemne wieki nie jest pejoratywna, ale odnosi się do faktu, że w tamtym okresie jedynymi źródłami światła były fotony emitowane przez atomy wodoru. Jedyną pozostałością światła tych fotonów, którą nadal możemy obserwować, jest mikrofalowe promieniowanie tła, czyli CMB (Cosmic Microwave Background). Przeprowadzanie obserwacji tych niezwykle odległych zakątków kosmosu jest więc ogromnym wyzwaniem. Aby móc zaobserwować obiekty oddalone od Ziemi o kilkanaście miliardów lat świetlnych niezbędne są adekwatne instrumenty i metody badawcze. Najnowsze badania opierają się na pracy zlokalizowanego na Hawajach teleskopu Keck oraz na wiedzy o przesunięcie ku czerwieni. Badania międzynarodowego zespołu pozwoliły na identyfikację najstarszej jak do tej pory, galaktyki GN-z11, która jest obecnie nową granicą widzialnego wszechświata.
Galaktyczne widmo
Należy wyjaśnić czym jest efekt przesunięcia ku czerwieni, który miał tak doniosłe znaczenie w tym odkryciu. Zjawisko to przewidział już Christian Doppler. Polega ono na tym, że w miarę jak fala światła przemieszcza się w stronę Ziemi przez nieustannie rozszerzająca się przestrzeń kosmiczną, to długość tej fali ulega przesunięciu w kierunku czerwonego krańca widma elektromagnetycznego. Światło o barwie czerwonej ma najdłuższą falę. Odwrotnością jest sytuacja obiektów zbliżających się do Ziemi. W takim przypadku długość fali ulega skróceniu i przemieszczeniu w przeciwnym kierunku krańca widma, co określa się mianem przesunięcia ku fioletowi. Zjawisko przesunięcia ku czerwieni wykorzystywane jest do oceniania tempa rozszerzania się wszechświata i wyznaczania odległości do kosmicznych obiektów. Szczególnie przydatne jest to do określania tempa przemieszczania się galaktyk, gdyż to one najszybciej od nas uciekają.
Najstarsza i najmłodsza galaktyka
Galaktyka GN-z11 jest najdalszą, zaobserwowaną galaktyką i zdetronizowała galaktykę EGSY8p7. Jest zlokalizowana 13 miliardów 400 milionów lat świetlnych od Ziemi. Z tego można wnosić, że GN-z11 powstała zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Jest to zaskakujące, gdyż z kosmicznej perspektywy 400 milionów to jedynie mgnienie oka. GN-z11 jest więc bardzo młodą galaktyką, czyli obserwowaną na wczesnym etapie rozwoju. Jest 25 razy mniejsza od Drogi Mlecznej, a jej masa stanowi jedynie 1% masy naszej galaktyki. Jednak tworzy gwiazdy dwudziestokrotnie szybciej niż Droga Mleczna. Należy mieć na uwadze, że nie jest to nowo odkryty obiekt, gdyż galaktyka ta została zaobserwowana przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Jednakże dokładne wyznaczenie dystansu nie było możliwe ze względu na brak wystarczającej mocy obliczeniowej i technologii pomiarowych. Stało się to możliwe dopiero dzięki obserwatorium Keck’a, w którym wykonano dokładniejsze obliczenia i ustalono, że galaktyka GN-z11 ma przesunięcie ku czerwieni z = 11.09.
Przedstawione metody i technologie badawcze pozwalają astronomom uzyskać wgląd w coraz wcześniejsze etapy formowania się wszechświata. Oczywiście wszystkie obserwacje galaktyki GN-z11 musza zostać ponownie wykonane. Dopiero gdy wyniki badań będą powtarzalne, będzie można z pełnym przekonaniem potwierdzić, że galaktyka GN-z11 jest najbardziej oddalonym obiektem i stanowi granicę obserwowalnego wszechświata.
ARY
