Погляд у космос – це ніби подорож у минуле, що дозволяє астрономам вивчати ранні роки Всесвіту. Швидкість світла постійна, а це означає, що об’єкти, які знаходяться на відстані світлових років від нас, виглядають такими, якими вони були, коли світло покинуло їх. Спостерігаючи за об’єктами, віддаленими від нас на мільярди світлових років, вчені можуть отримати уявлення про те, як виглядав Всесвіт у своєму зародку.
Міжнародна команда астрономів вивела цей пошук на новий рівень, точно вимірявши відстань до найвіддаленішої відомої галактики GN-z11, яка знаходиться на відстані 13,4 мільярдів світлових років. Це означає, що ми можемо спостерігати Всесвіт таким, яким він був лише через 420 мільйонів років після Великого вибуху, коли вік Всесвіту становив лише 3% від сучасного, що робить GN-z11 найстарішою галактикою з усіх коли-небудь вивчених.
Однак існує парадокс: фактична відстань від Землі до GN-z11 становить приблизно 32 мільярди світлових років. Це викликає питання, як ми можемо бачити світло від галактики, яка знаходиться так далеко, коли всесвіту лише 13,8 мільярдів років. Відповідь полягає в тому, що Всесвіт розширюється, і це розширення прискорюється. Розширення Всесвіту розтягує довжини хвиль світла від далеких галактик, змушуючи їх зміщуватися в бік червоного кінця світлового спектра, що називається “червоним зміщенням”.
Червоне зміщення діє як множник відстані . У нещодавньому дослідженні вчені виміряли червоне зміщення GN-z11, вивчаючи ультрафіолетове випромінювання галактики та оцінюючи, наскільки розтягнуті певні хімічні сигнатури, які називаються лініями випромінювання. Нобунарі Кашікава, автор дослідження, пояснив, що вивчався ультрафіолетовий спектр світла, оскільки саме в цій області електромагнітного спектра очікувалося знайти хімічні сигнатури з червоним зміщенням. Однак роздільна здатність ультрафіолетових ліній, які виявив космічний телескоп “Хаббл”, була недостатньою для їхніх потреб, тому команда використовувала більш досконалий наземний спектрограф під назвою MOSFIRE, встановлений на телескопі “Кек I” на Гавайських островах.
За допомогою цього інструменту команда змогла виміряти червоне зміщення галактики в 100 разів точніше, ніж попередні вимірювання, і визначила, що її значення z становить 10,957 (порівняно з 11,09 у попередніх дослідженнях). Це підтверджує, що GN-z11 є найвіддаленішою і найстарішою галактикою, яку коли-небудь спостерігали астрономи, і вона знаходиться на самому краю видимого Всесвіту.