Астрономи точно виміряли відстань до найстарішої і далекої галактики з коли-небудь виявлених. Світло, яке бачать вчені, покинуло галактику, відому як GN-z11, близько 13,4 мільярда років тому, коли Всесвіт був ще зовсім юним.
Якщо заглянути в космос досить глибоко, то можна побачити Всесвіт такий, яким він був через лічені мільйони років після свого зародження
Заглянути в космос - значить озирнутися назад у часі. Швидкість світла постійна: коли ми дивимося на об'єкт, що знаходиться, наприклад, в 100 світлових роках від нас, ми бачимо його таким, яким він був 100 років тому. Таким чином, якщо ми будемо вивчати об'єкти на відстані мільярдів світлових років від нас, то зможемо отримати уявлення про те, як всесвіт виглядав у перші роки свого існування.
Міжнародна група астрономів довела ці пошуки до логічного завершення, вимірявши відстань до найбільш далекої відомої галактики більш точно, ніж коли-небудь раніше. GN-z11 знаходиться на відстані 13,4 мільярда світлових років від нас, тому ми можемо спостерігати Всесвіт таким, яким він був всього через 420 мільйонів років після Великого вибуху. На той момент вік Всесвіту становив лише 3% від нинішнього, що і робить цю галактику найстарішою з вивчених.
І ось тут ми стикаємося з парадоксом. Насправді фактична відстань від Землі до GN-z11 становить близько 32 мільярдів світлових років. Але як ми можемо бачити світло на відстані 32 мільярдів світлових років, коли Всесвіту всього 13,8 мільярда років? У світла, що подорожує з постійною швидкістю, не повинно бути достатньо часу для такої довгої подорожі.
Розгадка полягає в тому, що Всесвіт розширюється, і робить це прискореними темпами. Це розширює довжини хвиль світла від далеких галактик так, що вони зміщуються в бік червоного кінця світлового спектра - явище, відоме як «червоне зміщення».
Червоне зміщення діє як множник відстані і позначається в рівняннях буквою «z». У рамках нового дослідження вчені виміряли червоне зміщення GN-z11 більш точно, ніж у попередніх роботах, вивчивши ультрафіолетове випромінювання галактики і оцінивши, наскільки сильно витягнуті певні хімічні сигнатури, звані емісійними лініями.
«Ми спеціально вивчили саме ультрафіолетовий спектр світла, оскільки саме в цій галузі електромагнітного спектру ми очікували знайти хімічні сигнатури з червоним зміщенням», - пояснює Нобунарі Кашикава, автор дослідження. "Космічний телескоп Хаббла кілька разів виявив сигнатуру в спектрі GN-z11. Однак навіть Хаббл не може отримати дозвіл ліній ультрафіолетового випромінювання тією мірою, якої ми потребували. Тому ми звернулися до більш сучасного наземного спектрографу, інструменту для вимірювання емісійних ліній під назвою MOSFIRE, який встановлений на телескопі Keck I на Гаваях ".
Використовуючи цей інструмент, команда змогла виміряти червоне зміщення галактики в 100 разів точніше, ніж попередні вимірювання, і визначила, що її значення z становило 10,957 (порівняно з 11,09 в більш ранніх дослідженнях). Це підтверджує, що GN-z11 - найбільш далека і найстаріша галактика з коли-небудь спостерігалися астрономами, і вона знаходиться прямо на краю спостережуваного Всесвіту.