Najbardziej odległa galaktyka. odległe galaktyki

Nauka

Astronomowie powiedzieli, że nowo odkryty obiekt niebieski walczy o miano najbardziej odległego obserwowanego obiektu kosmicznego we wszechświecie. Ten obiekt to galaktyka MACS0647-JD, który znajduje się 13,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi.

Sam wszechświat według naukowców ma 13,7 miliarda lat, więc światło tej galaktyki, które możemy dziś zobaczyć, jest jej światłem od samego początku powstania kosmosu.

Naukowcy obserwują obiekt za pomocą teleskopów kosmicznych NASA Hubble oraz „Spitzer”, a obserwacje te były możliwe dzięki naturalnej kosmicznej „soczewce powiększającej”. Soczewka ta jest w rzeczywistości ogromną gromadą galaktyk, których połączona grawitacja zakrzywia czasoprzestrzeń, tworząc tzw soczewka grawitacyjna. Kiedy światło z odległej galaktyki przechodzi przez taką soczewkę w drodze na Ziemię, jest wzmacniane.

Oto jak wygląda soczewka grawitacyjna:

„Takie soczewki mogą powiększyć światło obiektu tak bardzo, że żaden teleskop wykonany przez człowieka nie jest w stanie tego zrobić., - mówi Marc Listonosz, astronom z instytut naukowy teleskop kosmiczny w Baltimore. - Bez takiego powiększenia trzeba podjąć tytaniczny wysiłek, aby zobaczyć tak odległą galaktykę.

Nowa odległa galaktyka jest bardzo mała, znacznie mniejsza niż nasza Droga Mleczna. naukowcy powiedzieli. Obiekt ten, sądząc po świetle, które do nas dotarło, jest bardzo młody, przybył do nas z epoki, w której sam Wszechświat był najbardziej wczesna faza jego rozwoju. Miała zaledwie 420 milionów lat, co stanowi 3 procent jej obecnego wieku.

Mała galaktyka ma szerokość zaledwie 600 lat świetlnych, ale jak wiecie, Droga Mleczna jest znacznie większa - 150 tysięcy lat świetlnych. Astronomowie uważają, że MACS0647-JD ostatecznie połączył się z innymi małymi galaktykami, tworząc większą.

Kosmiczne połączenie galaktyk

„Ten obiekt jest prawdopodobnie jednym z wielu elementów budulcowych jakiejś większej galaktyki, twierdzą naukowcy. - W ciągu następnych 13 miliardów lat może przejść dziesiątki, setki, a nawet tysiące fuzji z innymi galaktykami lub ich fragmentami”.

Astronomowie kontynuują obserwację jeszcze bardziej odległych obiektów wraz z udoskonalaniem swoich technik i instrumentów obserwacyjnych. Poprzednim obiektem, który nosił tytuł najdalszej możliwej do zaobserwowania galaktyki, była galaktyka SXDF-NB1006-2, która znajduje się w odległości 12,91 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Ten obiekt był widziany przez teleskopy Subaru oraz „Kek” na Hawajach.

Na skraju galaktyki

Najbardziej odległy obiekty kosmiczne tak daleko od Ziemi, że nawet lata świetlne są śmiesznie małą miarą ich oddalenia. Na przykład najbliższe nam ciało kosmiczne - Księżyc znajduje się zaledwie 1,28 sekundy świetlnej od nas. Jak można sobie wyobrazić odległości, których impuls świetlny nie może pokonać w ciągu setek tysięcy lat? Panuje opinia, że ​​błędem jest mierzenie tak kolosalnej przestrzeni wielkościami klasycznymi, natomiast innych nie mamy.

Najbardziej odległa gwiazda naszej Galaktyki znajduje się w kierunku konstelacji Wagi i jest oddalana od Ziemi na odległość, którą światło może pokonać za 400 tysięcy lat. Jasne jest, że gwiazda ta znajduje się w pobliżu linii granicznej, w tak zwanej strefie halo galaktycznego. W końcu odległość do tej gwiazdy jest około 4 razy większa od średnicy wyimaginowanych przestrzeni naszej Galaktyki. (Średnica droga Mleczna szacuje się na około 100 000 lat świetlnych.)

poza galaktyką

Zaskakujące jest to, że najbardziej odległe, ciche Jasna gwiazda odkryto dopiero w naszych czasach, chociaż zaobserwowano to wcześniej. Z niezrozumiałych powodów astronomowie nie zwracali większej uwagi na słabo świecącą plamę na gwiaździstym niebie, która różni się na kliszy fotograficznej. Co się dzieje? Ludzie widzą gwiazdę przez ćwierć wieku i… jej nie zauważają. Niedawno amerykańscy astronomowie z Obserwatorium Lowella odkryli kolejną z najbardziej odległych gwiazd na obrzeżach naszej Galaktyki.

Gwiazdę tę, wyblakłą już ze „starości”, można szukać na niebie w gwiazdozbiorze Panny, w odległości około 160 tysięcy lat świetlnych. Takie odkrycia w ciemnych (w dosłownym i przenośnym sensie tego słowa) częściach Drogi Mlecznej umożliwiają dokonanie ważnych korekt w określaniu prawdziwych wartości masy i rozmiaru naszego układu gwiezdnego w kierunku ich znaczny wzrost.

Jednak nawet najbardziej odległe gwiazdy w naszej galaktyce są stosunkowo blisko. Najdalszy z znany nauce Kwazary są ponad 30 razy dalej.

Kwazar (ang. quasar - skrót od QUASi stellAR radio source - „quasi-stellar radio source”) to klasa obiektów pozagalaktycznych charakteryzujących się bardzo dużą jasnością i tak małym rozmiarem kątowym, że przez kilka lat po odkryciu nie można ich było odróżnić od „źródła punktowe” - gwiazdy.

Nie tak dawno amerykańscy astronomowie odkryli trzy kwazary, które należą do „najstarszych” obiektów znanych nauce we wszechświecie. Ich odległość od naszej planety wynosi ponad 13 miliardów lat świetlnych. Odległości do odległych formacji kosmicznych wyznaczane są za pomocą tzw. „przesunięcia ku czerwieni” – przesunięcia widma emisyjnego szybko poruszających się obiektów. Im dalej są od Ziemi, tym szybciej, zgodnie ze współczesnymi teoriami kosmologicznymi, oddalają się od naszej planety. Poprzedni rekord odległości został ustanowiony w 2001 roku. Przesunięcie ku czerwieni odkrytego wówczas kwazara oszacowano na 6,28. Obecna trójca ma przesunięcia 6,4, 6,2 i 6,1.

mroczna przeszłość

Otwarte kwazary są tylko o 5 procent „młodsze” od Wszechświata. To, co wydarzyło się przed nimi, zaraz po Wielkim Wybuchu, jest trudne do naprawienia: wodór, powstały 300 000 lat po wybuchu, blokuje promieniowanie najwcześniej obiekty kosmiczne. Dopiero wzrost liczby gwiazd i późniejsza jonizacja obłoków wodorowych umożliwia przełamanie zasłony nad naszą „mroczną przeszłością”.

Aby uzyskać i zweryfikować takie informacje, jest to wymagane Praca zespołowa kilka potężnych teleskopów. Kluczową rolę w tej materii pełni Teleskop Kosmiczny Hubble'a i Teleskop Cyfrowy Sloan, znajdujące się w Obserwatorium w Nowym Meksyku.

Galaktyki to związane grawitacyjnie układy gwiazd, gazu międzygwiazdowego, pyłu i ciemnej materii. Średnica galaktyk waha się od 5 do 250 kiloparseków. To jest dużo.

Dla przykładu średnica naszej Galaktyki wynosi 30 kiloparseków – światło z jednej krawędzi na drugą przeleci nawet 100 tysięcy lat. Ma też co najmniej 200 miliardów gwiazd...

1. Galaktyka spiralna z poprzeczką NGC 4639 w konstelacji Panny. Znajduje się w odległości ponad 70 milionów lat świetlnych od Ziemi. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA | Hubble):

2. Mgławica Welon to ogromna i stosunkowo słaba pozostałość po supernowej. Gwiazda eksplodowała około 5000-8000 lat temu, w tym czasie mgławica pokryła na niebie obszar 3 stopni. Odległość do niego szacuje się na 1400 lat świetlnych. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA | Hubble):

3. Ponad jedna piąta wszechświata jest ukryta przed naszym wzrokiem przez pył i gwiazdy z dysku naszej galaktyki. Wiele galaktyk znajduje się w „strefie unikania”, w regionie przestrzeni kosmicznej, który jest zwykle niedostępny dla teleskopów. Tak mogą wyglądać, zgodnie z wyobraźnią artystów. (Zdjęcie: Reuters | ICRAR):

4. Centaurus A jest jedną z najjaśniejszych i najbliższych nam sąsiadujących galaktyk, dzieli nas tylko 12 milionów lat świetlnych. Pod względem jasności galaktyka zajmuje piąte miejsce (po Obłokach Magellana, Mgławicy Andromedy i Galaktyce Trójkąt). (Zdjęcie: Reuters | NASA):

5. Galaktyka spiralna z poprzeczką M83, znana również jako Południowy Wiatraczek. Znajduje się w odległości około 15 milionów lat świetlnych od nas. W 2014 roku astronomowie odkryli MQ1, który sam w sobie jest światłem, ale pochłania otaczającą materię z dużą intensywnością. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

6. Galaktyka M 106 w konstelacji Canes Hounds. W jądrze znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 36 milionów mas Słońca w odległości 40 000 jednostek astronomicznych. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

7. Część Mgławicy Tarantula, znajdującej się w Wielkim Obłoku Magellana. Ogromne gwiazdy mgławicy są potężnymi źródłami promieniowania, które wydmuchują gigantyczne bąble z międzygwiazdowego gazu i pyłu. Niektóre gwiazdy eksplodowały w postaci supernowych, powodując, że bąbelki zostały oświetlone promieniami rentgenowskimi. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

8. Galaktyka spiralna z poprzeczką NGC 1433 w zegarze konstelacji, położona w odległości około 32 milionów lat świetlnych od Ziemi. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA | Hubble):

9. Galaktyka NGC 1566, położona w odległości około 40 milionów lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Dorado. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA | Hubble):

10. promienie rentgenowskie młoda supernowa w galaktyce M83. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

11. Galaktyka spiralna M94 w konstelacji Canes Venatici. Galaktyka jest niezwykła, ponieważ ma dwie potężne struktury przypominające pierścienie. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA):

12. Galaktyka spiralna z poprzeczką NGC 4945 w konstelacji Centaura. Jest dość podobna do naszej Galaktyki, ale obserwacje rentgenowskie wykazują obecność jądra Seyferta, prawdopodobnie zawierającego aktywny supermasywny czarna dziura. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

13. z8 GND 5296 to galaktyka odkryta w październiku 2013 roku w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy. Według wstępnych szacunków światło z tej galaktyki dociera do Ziemi za około 13 miliardów lat. To nie jest fotografia, ale obraz artystyczny. (Zdjęcie: Reuters | NASA | Hubble):

14. Mgławica refleksyjna Głowa Wiedźmy (IC 2118) w konstelacji Eridanus. Ta bardzo osobliwa mgławica refleksyjna powiązana jest z jasną gwiazdą Rigel w konstelacji Oriona. Mgławica znajduje się w odległości około 1000 lat świetlnych od Słońca. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

15. Galaktyka Słonecznikowa w gwiazdozbiorze Psów Psów. Znajduje się w odległości 27 milionów lat świetlnych. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA | Hubble):

16. Jądro galaktyki spiralnej M 61 w konstelacji Panny. I tylko 100 000 lat świetlnych stąd. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA | Hubble):

17. Galaktyka spiralna Fajerwerki NGC 6946 ze skoczkiem, która znajduje się w odległości 22 milionów lat świetlnych w gwiazdozbiorze Łabędzia, na granicy z Cefeuszem. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

18. Chmura gorącego gazu o temperaturze wielu milionów stopni. Pojawił się najprawdopodobniej w wyniku zderzenia galaktyki karłowatej i wiele większa galaktyka NGC 1232, znajdująca się w konstelacji Eridanus. (Zdjęcie: Reuters | NASA):

19. Galaktyka NGC 524 w konstelacji Ryb. Światło z nas będzie tam latać przez 90 milionów lat. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA | Hubble):

20. Mgławica Krab - gazowa mgławica w gwiazdozbiorze Byka, będąca pozostałością po supernowej. Położona w odległości około 6500 lat świetlnych (2 kpc) od Ziemi, mgławica ma średnicę 11 lat świetlnych (3,4 pc) i rozszerza się z prędkością około 1500 kilometrów na sekundę. W centrum mgławicy znajduje się pulsar (gwiazda neutronowa) o średnicy 28-30 km. (Zdjęcie: Reuters | NASA | ESA):

W maju 2015 roku teleskop Hubble'a zarejestrował wybuch najbardziej odległej, a zatem najstarszej znanej galaktyki do tej pory. Promieniowanie zajęło aż 13,1 miliarda lat świetlnych, aby dotrzeć do Ziemi i zostać zarejestrowane przez nasz sprzęt. Według naukowców galaktyka narodziła się około 690 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Można by pomyśleć, że gdyby światło z galaktyki EGS-zs8-1 (czyli tak elegancką nazwę nadali mu naukowcy) leciało do nas przez 13,1 miliarda lat, to odległość do niego byłaby równa tej, jaką światło będzie podróżować w ciągu tych 13,1 miliarda lat.

Galaktyka EGS-zs8-1 jest najdalszą spośród wszystkich odkrytych do tej pory

Nie wolno nam jednak zapominać o niektórych cechach struktury naszego świata, które znacznie wpłyną na obliczanie odległości. Faktem jest, że wszechświat rozszerza się i dzieje się to z przyspieszeniem. Okazuje się, że podczas gdy światło podróżowało 13,1 miliarda lat do naszej planety, przestrzeń kosmiczna rozszerzała się coraz bardziej, a galaktyka oddalała się od nas coraz szybciej. Wizualny proces pokazano na poniższym rysunku.

Biorąc pod uwagę rozszerzanie się przestrzeni kosmicznej, najdalsza galaktyka EGS-zs8-1 znajduje się obecnie w odległości około 30,1 miliarda lat świetlnych od nas, co jest rekordem wśród wszystkich innych podobnych obiektów. Co ciekawe, do pewnego momentu będziemy odkrywać coraz bardziej odległe galaktyki, których światło jeszcze nie dotarło do naszej planety. Można śmiało powiedzieć, że rekord galaktyki EGS-zs8-1 zostanie w przyszłości pobity.

To interesujące: często istnieje błędne wyobrażenie o wielkości wszechświata. Jego szerokość porównuje się z wiekiem, który wynosi 13,79 miliarda lat. Nie uwzględnia to, że wszechświat rozszerza się z przyspieszeniem. Według przybliżonych szacunków średnica widzialnego Wszechświata wynosi 93 miliardy lat świetlnych. Ale jest też niewidzialna część wszechświata, której nigdy nie będziemy mogli zobaczyć. Przeczytaj więcej o wielkości wszechświata i niewidzialnych galaktykach w artykule „”.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.

Wszechświat to cholernie duże miejsce. Kiedy patrzymy na nocne niebo, prawie wszystko, co widać gołym okiem, jest częścią naszej galaktyki: gwiazda, gromada gwiazd, mgławica. Na przykład za gwiazdami Drogi Mlecznej wygląda galaktyka Trójkąta. Te „wyspiarskie światy” znajdujemy wszędzie we wszechświecie, gdziekolwiek nie spojrzysz, nawet w najciemniejszych i najbardziej pustych skrawkach kosmosu, jeśli tylko zdołamy zebrać wystarczająco dużo światła, aby spojrzeć wystarczająco głęboko.

Większość z tych galaktyk jest tak daleko, że nawet foton podróżujący z prędkością światła zajęłby miliony lub miliardy lat, aby przebyć przestrzeń międzygalaktyczną. Kiedyś był emitowany z powierzchni odległej gwiazdy, a teraz w końcu do nas dotarł. I chociaż prędkość 299 792 458 metrów na sekundę wydaje się niewiarygodna, fakt, że od Wielkiego Wybuchu przebyliśmy zaledwie 13,8 miliarda lat, oznacza, że ​​odległość, jaką przebyło światło, jest wciąż skończona.

Prawdopodobnie myślisz, że najdalsza galaktyka od nas nie powinna znajdować się dalej niż 13,8 miliarda lat świetlnych od nas, ale to byłby błąd. Widzisz, oprócz faktu, że światło porusza się we wszechświecie ze skończoną prędkością, jest jeszcze inny, mniej oczywisty fakt: sama tkanka wszechświata rozszerza się z czasem.

Rozwiązania ogólna teoria teoria względności, która całkowicie wykluczyła taką możliwość, pojawiła się w 1920 roku, ale późniejsze obserwacje - i pokazały, że odległość między galaktykami rośnie - pozwoliły nam nie tylko potwierdzić ekspansję Wszechświata, ale nawet zmierzyć tempo ekspansja i jak zmieniała się w czasie. Galaktyki, które widzimy dzisiaj, były znacznie dalej od nas, kiedy po raz pierwszy wyemitowały światło, które otrzymujemy dzisiaj.

Galaktyka EGS8p7 jest obecnie rekordem odległości. Przy zmierzonym przesunięciu ku czerwieni 8,63 nasza rekonstrukcja wszechświata mówi nam, że światło z tej galaktyki zajęło nam 13,24 miliarda lat. Trochę więcej matematyki i odkryjemy, że widzimy ten obiekt, gdy wszechświat miał zaledwie 573 miliony lat, czyli zaledwie 4% swojego obecnego wieku.

Ale ponieważ wszechświat rozszerza się przez cały ten czas, ta galaktyka nie jest oddalona o 13,24 miliarda lat świetlnych; w rzeczywistości jest już 30,35 miliarda lat świetlnych od nas. I nie zapominaj: gdybyśmy mogli natychmiast wysłać do nas sygnał z tej galaktyki, przebyłby on odległość 30,35 miliarda lat świetlnych. Ale jeśli zamiast tego wyślesz do nas foton z tej galaktyki, dzięki ciemnej energii i rozszerzeniu struktury kosmosu, nigdy do nas nie dotrze. Ta galaktyka już odeszła. Jedynym powodem, dla którego możemy to zobaczyć za pomocą teleskopów Kecka i Hubble'a, jest to, że blokujący światło gaz neutralny w kierunku tej galaktyki okazał się dość rzadki.

Lustro Hubble'a w porównaniu z lustrem Jamesa Webba

Ale nie myśl, że ta galaktyka jest najbardziej odległą z najodleglejszych galaktyk, jakie kiedykolwiek zobaczymy. Widzimy galaktyki w takiej odległości, na jaką pozwala nam nasz sprzęt i Wszechświat: im mniej neutralnego gazu, tym większa i jaśniejsza galaktyka, im bardziej czuły jest nasz instrument, tym dalej widzimy. Za kilka lat Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba będzie mógł widzieć jeszcze dalej, ponieważ będzie w stanie wychwycić światło o większej długości fali (a więc z dużym przesunięciem ku czerwieni), będzie mógł widzieć światło, które nie jest blokowane dzięki gazowi neutralnemu będzie w stanie zobaczyć słabsze galaktyki niż nasze nowoczesne teleskopy (Hubble, Spitzer, Keck).

Teoretycznie pierwsze galaktyki powinny pojawić się z przesunięciem ku czerwieni 15-20.