Od czasu swojej pierwszej premiery w 1990 r. Kosmiczny Teleskop Hubble'a zapewnił ludziom na całym świecie zapierające dech w piersiach widoki na Wszechświat. Korzystając z najnowocześniejszego zestawu instrumentów, Hubble pomógł rozwiązać niektóre długotrwałe problemy w astronomii i podniósł nowe pytania. I zawsze jego operatorzy pchali go do granic możliwości, mając nadzieję, że będzie spoglądał coraz dalej i dalej w wielkie światy i zobaczył, co się tam czai.
A jak NASA ogłosiło w niedawnym komunikacie prasowym, używając HST, międzynarodowy zespół astronomów właśnie zniszczył rekord odległości kosmicznej, mierząc najdalszą galaktykę, jaką kiedykolwiek widziano we wszechświecie. Czyniąc to, nie tylko zagłębili się w kosmos bardziej niż kiedykolwiek wcześniej, ale głębiej w jego przeszłość. A to, co widzieli, może nam wiele powiedzieć o wczesnym wszechświecie i jego formowaniu.
Ze względu na szczególną teorię względności astronomowie wiedzą, że kiedy oglądają obiekty w kosmosie, widzą je tak, jakby były milionami, a nawet miliardami lat temu. Ergo, obiekty, które znajdują się 13,4 miliarda lat świetlnych stąd, pojawią się nam tak, jak było 13,4 miliarda lat temu, kiedy to światło zaczęło podróżować do naszego małego zakątka Wszechświata.
Właśnie tego widział zespół astronomów, gdy patrzyli na GN-z11, odległą galaktykę położoną w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Dzięki tej jednej galaktyce zespół astronomów - w skład którego wchodzą naukowcy z Yale University, Space Telescope Science Institute (STScI) i University of California - mogli zobaczyć, jak galaktyka w naszym Wszechświecie wyglądała zaledwie 400 milionów lat po Big Bang.
Wcześniej najodleglejsza galaktyka kiedykolwiek widziana przez astronomów znajdowała się w odległości 13,2 miliarda lat świetlnych. Korzystając z tych samych technik spektroskopowych, zespół Hubble'a potwierdził, że GN-z11 był oddalony o prawie 200 milionów lat świetlnych. To była wielka niespodzianka, ponieważ zabrała astronomów w region Wszechświata, który uważano za nieosiągalny przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.
W rzeczywistości astronomowie nie podejrzewali, że będą w stanie sondować tę głębię w przestrzeni i czasie bez użycia Spitzera, lub do rozmieszczenia Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba - który ma wystrzelić w październiku 2018 roku. Jako Pascal Oesch z Yale University, główny badacz badania wyjaśnił:
„Zrobiliśmy duży krok wstecz w czasie, wykraczając poza to, czego moglibyśmy się spodziewać po Hubble'u. Widzimy GN-z11 w czasie, gdy wszechświat miał zaledwie trzy procent swojego obecnego wieku. Hubble i Spitzer już docierają na terytorium Webba. ”
Ponadto odkrycia mają również wpływ na poprzednie szacunki odległości. W przeszłości astronomowie szacowali odległość GN-z11, opierając się na technikach obrazowania kolorowego Hubble'a i Spitzera. Tym razem polegali na Wide Field Camera 3 Hubble'a, aby po raz pierwszy zmierzyć spektroskopowo przesunięcie ku czerwieni galaktyk. W ten sposób ustalili, że GN-z11 był dalej, niż sądzili, co może oznaczać, że niektóre szczególnie jasne galaktyki, które zostały zmierzone za pomocą Hubble'a, mogą być również dalej.
Wyniki ujawniają również zaskakujące nowe wskazówki dotyczące natury bardzo wczesnego wszechświata. Po pierwsze, obrazy Hubble'a (w połączeniu z danymi ze Spitzera) pokazały, że GN-z11 jest 25 razy mniejszy niż dzisiejsza Droga Mleczna i ma tylko jeden procent masy naszej galaktyki w gwiazdach. Jednocześnie formuje gwiazdy z prędkością 20 razy większą niż nasza galaktyka.
Jak wyjaśnił Garth Illingworth - jeden z badaczy zespołu z University of California, Santa Cruz:
„To niesamowite, że tak masywna galaktyka istniała od 200 do 300 milionów lat po tym, jak zaczęły powstawać pierwsze gwiazdy. Potrzeba naprawdę szybkiego wzrostu, produkującego gwiazdy w ogromnym tempie, aby uformować galaktykę, która tak szybko ma miliardy mas słonecznych. Ten nowy rekord prawdopodobnie utrzyma się do czasu premiery kosmicznego teleskopu Jamesa Webba. ”
Co więcej, dostarczają kuszących wskazówek, jakie będą przyszłe misje - takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba -. Po rozmieszczeniu astronomowie prawdopodobnie będą patrzeć coraz dalej w kosmos i dalej w przeszłość. Z każdym krokiem zbliżamy się do zobaczenia, jak wyglądały pierwsze galaktyki, które powstały w naszym Wszechświecie.
