Din timpuri străvechi, filosofii şi cărturarii contemplau începutul timpului şi chiar au încercat să stabilească când totul a început.
Abia în epoca astronomiei moderne noi am ajuns să răspundem la această întrebare cu un suficient grad de certitudine.
Potrivit modelului cosmologic larg acceptat, Universul a început odată cu Big Bang-ul în urmă cu aproximativ 13,8 miliarde de ani în urmă.
Chiar şi aşa, astronomii sunt incerți despre cum arată Universul timpuriu, deoarece această perioadă a coincis cu „Epoca Întunecată” cosmică.
Prin urmare, astronomii continuă să extindă limitele instrumentelor lor pentru a vedea când s-au format primele galaxii.
Datorită noilor cercetări efectuate de o echipă internațională de astronomi, a fost identificată cea mai veche şi îndepărtată galaxie (en) observată până în prezent în Universul nostru (GN-z11).
Vedeţi şi: Zorii cosmosului: Astronomii detectează pentru prima oară semnalele de la primele stele
Echipa, a cărei cercetare a fost publicată recent în revista Nature Astronomy, a fost condusă de Linhua Jiang de la Institutul Kavli pentru Astronomie şi Astrofizică şi de prof. Nobunari Kashikawa de la Universitatea din Tokyo.
Lor li s-au alăturat cercetătorii de la Observatoarele Institutului Carnegie pentru Ştiinţă şi Observatorul Steward, Observatorul Geneva, Universitatea Peking şi Universitatea din Tokyo.
Simplu vorbind, epoca cosmică întunecată a început aproximativ 370 de mii de ani după Big Bang şi a continuat încă un miliard de ani.
La acest moment, singurele surse de lumină erau, fie fotonii eliberați mai înainte — ce sunt detectabili încă şi astăzi ca Radiaţia Cosmică de Fond (CMB — Cosmic Microwave Background) — , fie cea eliberată de atomii de hidrogen.
Vedeţi şi: Misterul expansiunii universului probabil a fost soluționat
Lumina acestor fotoni este într-atât de deplasată datorită expansiunii Universului, încât ei sunt invizibili pentru noi astăzi.
Acest efect este cunoscut sub numele de „deplasare spre roşu”, unde lungimea de undă este alungită (sau „deplasată” spre capătul roșu al spectrului) în timp ce ea trece prin cosmosul în continuă expansiune în drumul său spre noi.
În cazul obiectelor care se apropie de galaxia noastră, efectul este inversat, lungimea de undă se scurtează şi se deplasează spre capătul albastru al spectrului (alias „deplasare spre albastru”).
Timp de aproape un secol, astronomii au folosit aceste efecte pentru a determina distanţa dintre galaxii şi viteza cu care Universul se extinde.
Vedeţi şi: Hubble a confirmat: Universul depășește toate așteptările a ratei sale de extindere
În acest caz, echipa a folosit telescopul Keck I de la Maunakea, Hawaii, pentru a măsura deplasarea spre roşu a GN-z11 şi a determina distanța până la ea.
Rezultatele obținute au indicat că este cea mai îndepărtată (şi cea mai veche) galaxie observată vreodată.
După cum a explicat Kashikawa într-un comunicat de presă al Universității din Tokyo:
„Din studiile anterioare, galaxia GN-z11 părea a fi cea mai îndepărtată galaxie detectabilă de noi, la 13,4 miliarde de ani-lumină, sau la 134 de nonilioane de kilometri (adică 134 urmat de 30 de zerouri).
Dar măsurarea şi verificarea unei astfel de distanțe nu este o sarcină uşoară”.
Mai exact, echipa a examinat liniile emisiei de carbon provenite de la GN-z11, ce se aflau în gama ultravioletă atunci când au părăsit galaxia şi au fost deplasate de 10 ori — spre infraroşu (0,2 micrometri) — până au ajuns la Pământ.
Acest nivel de deplasare spre roşu vorbește despre faptul că această galaxie a existat aproximativ 13,4 miliarde de în urmă — adică la doar 400 de milioane de ani după Big Bang.
Vedeţi şi: Ce dacă Big Bangul nu a fost la început? O nou studiu propune o alternativă
La această distanţă, GN-z11 este atât de departe încât ea conturează chiar limita Universului observabil în sine!
Deşi această galaxie a fost observată şi în trecut (de Hubble), au fost necesare puterea de calcul şi capacitățile spectroscopice ale Observatorului Keck, pentru a face măsurători precise.
Acest lucru a fost realizat ca parte a studiului Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration (MOSFIRE), ce a capturat în detalii liniile de emisie de la GN-z11.
Vedeţi şi: Cât de mare este universul?
Aceasta a permis echipei să producă estimări ale distanţei pentru această galaxie, ce au fost îmbunătăţite de 100 de ori, faţă orice alte măsurători ce au fost efectuate anterior.
Kashikawa a spus:
„Telescopul spaţial Hubble a detectat semnătura de mai multe ori în spectrul GN-z11.
Cu toate acestea, chiar şi Hubble nu poate descompune liniile de emisii ultraviolete la nivelul de care aveam nevoie.
Aşa că am apelat la un spectrograf de la sol mai actualizat, un instrument pentru măsurarea liniilor de emisie, numit MOSFIRE, ce este montat pe telescopul Keck din Hawaii.”
Dacă observaţiile ulterioare pot confirma rezultatele acestui ultim studiu, atunci astronomii pot spune cu certitudine că GN-z11 este cea mai îndepărtată galaxie observată vreodată.
Prin studiul unor obiecte ca acestea, astronomii speră să arunce mai multă lumină asupra unei perioade a istoriei cosmice când Universul avea doar câteva sute de milioane de ani.
Această perioadă coincide cu începerea ieșirii Universului din „Epoca Întunecată”, când s-au format primele stele şi galaxii şi au umplut Universul timpuriu cu lumina vizibilă.
Studiindu-le, astronomii speră să afle mai multe despre faptul cum au evoluat ulterior structurile masive ale Universului.
Acest lucru va fi asistat de telescoapele generației următoare, cum ar fi Telescopul spaţial James Webb (JWST) — programat să fie lansat pe 31 octombrie 2021.
Aceste instrumente vor permite astronomilor chiar şi să poată studia „Epoca Întunecată” în sine, moment în care singura lumină non-CMB era linia de rotire a hidrogenului neutru — cea mai depărtată lungime de undă a microundelor (21 cm).
Pentru a putea examina până şi începuturile Universului în sine şi a privi cum se formează primele stele şi galaxii.
Ce moment interesant ne așteaptă!
Observaţiile ce au făcut posibilă această cercetare au fost realizate în cadrul programului de schimb de timp între Observatorul Keck şi Telescopul Subaru de pe Maunakea, Hawaii.
Lasă un răspuns