Самая далекая галактика во вселенной от нас

≈13,4 млрд св. года (4,1 млрд пк) (собственное)

≈32 млрд св. года (9,8 млрд пк) (сопутствующее)

Источник

Насколько далека самая далекая галактика во Вселенной?

Вселенная — чертовски большое место. Когда мы смотрим на ночное небо, почти все, что видно невооруженному глазу, является частью нашей галактики: звездой, скоплением звезд, туманностью. За звездами Млечного Пути проглядывает, например, галактика Треугольника. Эти «островные миры» мы находим повсюду во Вселенной, куда ни глянь, даже в самых темных и пустых клочках пространства, если только сумеем собрать достаточно света, чтобы заглянуть достаточно глубоко.

Большинство этих галактик настолько далеки, что даже фотону, летящему на скорости света, потребуются миллионы или миллиарды лет, чтобы преодолеть межгалактическое пространство. Когда-то он был испущен поверхностью далекой звезды, а теперь он, наконец, добрался до нас. И хотя скорость в 299 792 458 метров в секунду кажется невероятной, тот факт, что мы прошли всего 13,8 миллиарда лет со времен Большого Взрыва, означает, что расстояние, которое преодолел свет, все же конечно.

Вы, наверное, думаете, что самая далекая галактика от нас должна быть не дальше, чем в 13,8 миллиарда световых лет от нас, но это было бы ошибкой. Видите ли, кроме того, что свет движется с конечной скоростью через Вселенную, есть и другой, менее очевидный факт: ткань самой Вселенной расширяется с течением времени.

Галактика EGS8p7 в настоящее время является рекордсменом по удаленности. С измеренным красным смещением в 8,63, наша реконструкция Вселенной подсказывает нам, что свету этой галактики потребовалось 13,24 миллиарда лет, чтобы добраться до нас. Еще немного математики, и мы обнаружим, что видим этот объект, когда Вселенной было всего 573 миллиона лет, всего 4% от ее текущего возраста.

Зеркало Хаббла по сравнению с зеркалом Джеймса Вебба

Но не думайте, что эта галактика самая далекая из самых далеких галактик, которые мы когда-либо увидим. Мы видим галактики на таком расстоянии настолько, насколько нам позволяет наше оборудование и Вселенная: чем меньше нейтрального газа, чем больше и ярче галактика, чем чувствительнее наш инструмент, тем дальше мы видим. Через несколько лет космический телескоп Джеймса Вебба сможет заглянуть еще дальше, поскольку будет способен улавливать свет большей длины волны (и, следовательно, с большим красным смещением), сможет видеть свет, который не блокируется нейтральным газом, сможет видеть более тусклые галактики, чем наши современные телескопы (Хаббл, Спитцер, Кек).

В теории самые первые галактики должны появиться с красным смещением в 15-20.

Источник

Найдена самая далекая и древняя галактика во Вселенной

Команда астрономов использовала телескоп Keck I, чтобы измерить расстояние до древней галактики. Ученые пришли к выводу, что целевая галактика GN-z11, не только самая старая, но и самая далекая.

Галактика GN-z11 настолько далека, что определяет саму границу наблюдаемой Вселенной. Команда ученых надеется, что новое исследование прольет свет на период космологической истории, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет.

Профессор Нобунари Касикава с факультета астрономии Токийского университета долго искал самую далекую из галактик, которая доступна для наблюдений, чтобы узнать, как и когда она появилась.

«Судя по предыдущим исследованиям, галактика GN-z11 кажется самой далекой от нас обнаруживаемой галактикой. Она находится на расстоянии 13,4 млрд световых лет или 134 нониллиона километров (это 134 с 30 нулями)», — объясняет Кашикава. — Но измерить и проверить такое расстояние — непростая задача».

Кашикава и его команда измерили красное смещение GN-z11. Напомним, космологическое (метагалактическое) красное смещение — наблюдаемое для всех далёких источников (галактики, квазары) понижение частот излучения, объясняемое как динамическое удаление этих источников друг от друга и, в частности, от Млечного Пути.

Чтоб изучить GN-z11, ученые использовали наземный спектрограф, прибор для измерения эмиссионных линий, названный MOSFIRE, который установлен на телескопе Keck I на Гавайях.

Напомним, эмиссионный спектр, спектр излучения, спектр испускания — это относительная интенсивность электромагнитного излучения объекта исследования по шкале частот. Обычно изучается в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазоне от сильно нагретого вещества.

MOSFIRE детально зафиксировал эмиссионные линии GN-z11, что позволило команде сделать гораздо более точную оценку расстояния до галактики. Как отмечает Кашикава, при работе с расстояниями в этих масштабах неразумно использовать наши знакомые единицы километров или даже кратные им. Вместо этого астрономы используют другое значение — число красного смещения, обозначаемое z.

Кашикава и его команда повысили точность значения z галактики в 100 раз. Если последующие наблюдения подтвердят это, астрономы могут с уверенностью сказать, что GN-z11 — самая дальняя галактика, когда-либо обнаруженная во Вселенной.

Источник

Эти невероятные расстояния: подборка самых далёких объектов во Вселенной!

Легко ли вам представить расстояние от своего города до соседнего? Возможно, эта задача не будет выглядеть столь сложной. А теперь попробуйте вообразить расстояние до другого континента – получилось? Несомненно, тот, кто совершал авиаперелёты, тоже справится достаточно легко с этой задачей, но как насчёт того, чтобы представить себе путь до другой планеты? Так, чтобы долететь до Марса, «в дороге» придётся провести примерно 7 месяцев, а если задумать экскурсию на Плутон, то придётся потратить 9 лет своей жизни на это путешествие – и это только в один конец, да и на орбите сего холодного и сумрачного мира Солнечная система не заканчивается. Граница Солнечной системы лежит там, где гравитация нашей звезды сильнее гравитации соседних звезд (сфера Хилла). В случае нашего светила ее радиус — примерно два световых года. Грубо говоря, это 19 триллионов километров. Можете себе теперь вообразить это расстояние? И даже самое удачное творение рук человеческих – американский зонд «Вояджер-1», запущенный в 1977 году и считающийся самым быстрым объектом (его скорость равна примерно 60 000 км/ч), до сих пор не добрался до этого рубежа. Возможно ли нашему разуму вообразить границы нашего родного дома в космосе.

Вселенная огромна, а границы гелиосферы – это всего лишь капля в её безграничном молчании. Чтобы понять, насколько далеко от нас находится тот или иной объект, используют космологическое красное смещение. Замеры проводят способами спектроскопии – это самый на данный момент точный и надёжный метод. Сейчас известно о нескольких галактиках, которые по своему возрасту являются почти ровесницами нашей Вселенной, то есть, им почти 13 миллиардов лет! Они могли родиться в то время, когда после Большого взрыва прошло примерно 440 миллионов лет. В этот момент во Вселенной рождались первые звёзды, а вещество собиралось в отдельные, обособленные друг от друга скопления. Вот некоторые из самых древних и далёких объектов:

Z8 GND 5296

Её нашли астрономы из Техасского университета в 2013 году в созвездии Большой Медведицы. Галактика обладает одним из наибольших зарегистрированных значений красного смещения. По предварительным оценкам, свет от этой галактики достигает Земли приблизительно за 13,1 млрд. лет, но, учитывая тот факт, что Вселенная расширяется, в настоящее время эта галактика должна обитать на расстоянии в 30 млрд световых лет от Земли. Исходя из современных представлений о возрасте Вселенной, излучение из этой галактики, наблюдаемое нами сегодня, было испущено, когда Вселенной было всего около 700 млн лет, то есть, именно в этом новорождённом состоянии мы и наблюдаем её в данный момент. Изучая этот древний объект, учёные сравнивают процессы звёздообразования в ней и в нашем Млечном Пути. Так, в Млечном Пути рождается примерно одна новая звезда в год. В Z8 GND 5296 все идёт намного интенсивнее – 300 новых звёзд в год!

EGS – ZS8-1

Первая вышеупомянутая галактика носила почётный титул самой древнейшей галактики недолго – уже в 2015 году учёным удалось обнаружить ещё более раритетный космический объект – галактику EGS – ZS8-1. Свет от этой галактики до Земли шёл ещё дольше — 13,130 млрд лет. Расположена она в созвездии Волопаса. Излучение, доходящее от неё до Земли, было испущено не позднее чем через 5 % времени существования Вселенной. Впервые замечена в телескоп «Хаббл», подтверждение существования было получено с помощью спектрометра MOSFIRE в обсерватории Кека на Гавайях. С учётом расширения Вселенной, расстояние от Земли до этой галактики 30, 1 миллиард световых лет. Однако она – «малышка» по сравнению с нашим Млечным Путём – её масса составляет всего 15 % от массы нашей галактики. Сформировалась она примерно через 670 миллионов лет после Большого взрыва. Звёзды в ней рождаются примерно в 80 раз быстрее, чем у нас. В те далёкие времена водород во Вселенной только-только начинал ионизировать, а этому процессу способствовали рождающиеся молодые звёзды в подобных галактиках.

A2744-YD4

А этот старожил обитает в созвездии Скульптора (Южное полушарие). Эта галактика по истине уникальна. Её наблюдение стало возможным только благодаря эффекту гравитационного линзирования: она находится за гигантским скоплением галактик Abell 2744, которое увеличило изображение более отдалённой галактики A2744-YD4 в 1,8 раза.

Обнаружить её удалось лишь с помощью комплекса радиотелескопов ALMA в 2017 году. Красное смещение составляет 8,38, то есть с Земли мы наблюдаем эту галактику в момент, когда возраст Вселенной составлял всего 600 миллионов лет.

В галактике обнаружено большое количество светящейся межзвёздной пыли (около 6 млн масс Солнца), что свидетельствует о том, что вспышки ранних сверхновых там уже произошли. Это самая далёкая галактика из всех, в которых найдена пыль. Космическая пыль содержит кремний, углерод и алюминий. Также при наблюдениях A2744-YD4 было зарегистрировано излучение ионизованного кислорода, который ранее не находили на таком расстоянии и при таком возрасте Вселенной. Пыль и кислород в этой галактике – образцы самых ранних форм во Вселенной. В этой галактике рождается примерно 20 новых звёзд в год. И это ещё не все её интересности: в своём составе она имеет примерно 75 % тёмной материи, 20 % горячего газа, а всего 5 % — доля остального вещества.

ULAS J1342+0928

Не только галактики могут прятаться в глубинах Вселенной. Например, квазар ULAS J1342+0928, проживающий в созвездии Волопаса, по состоянию на конец 2017 года являлся самым удалённым из всех известных квазаров с красным смещением (z) 7,54. ULAS J1342+0928 находится в 13,1 млрд. световых лет от Земли. Связанная с квазаром сверхмассивная чёрная дыра имеет массу 800 миллионов масс Солнца – настоящий монстр! Причём, эта чёрная дыра уже существовала, когда возраст Вселенной составлял всего 690 миллионов лет. Огромные объёмы пыли и газа были выброшены квазаром в межзвёздную среду. Учитывая красное смещение квазара и расширение Вселенной, собственное расстояние квазара от Земли составляет 29,36 млрд световых лет. Свет от квазара, дошедший до Земли, появился менее чем через 690 миллионов лет после Большого взрыва, то есть около 13,1 миллиарда лет назад.

Egsy8p7

А вот и ещё одна древняя галактика, живущая в созвездии Волопаса. Имеет красное смещение z = 8,68, свет от галактики до Земли шёл 13,2 миллиарда лет. Обнаружена в обсерватории Кека на Гавайях (США) с использованием инфракрасного спектрографа MOSFIRE, зарегистрировавшего так называемую линию Лайман-альфа в спектре излучения галактики. То есть, возрасту её можно позавидовать – 13, 28 миллиардов лет! Она невероятно яркая, а это свидетельствует о наличии в ней горячих звёзд.

GN-z11

А вот эта галактика на сегодняшний день является самой отдалённой из всех известных космических объектов. Она находится в созвездии Большой Медведицы. Имеет красное смещение z = 11,1, свет шёл от галактики 13,4 миллиарда лет, то есть он был испущен через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Вследствие расширения Вселенной, сопутствующее расстояние до галактики GN-z11 составляет около 32 миллиардов световых лет, и галактика эта отдаляется от нас со скоростью, близкой к световой — 295 000 км/с. Галактика GN-z11 в 25 раз меньше Млечного Пути по размеру и в 100 раз меньше по массе звёзд. Расстояние до неё было просчитано космическими телескопами «Хаббл» и «Спитцер» с помощью широкоугольной камеры и новейших спектроскопических методов. Возможно, и эта галактика не будет абсолютным рекордсменом по удалённости от нас: у неё есть конкурент – галактика UDFj-39546284, красное смещение которой оценивается в 11,9, но пока официально не подтверждено. Найдём ли мы ещё более далёкие объекты?

Конечно, очень хотелось бы придумать красивые и интересные названия всем этим объектам вместо наборов цифр и букв, которые мы видим в каталогах. Вы можете поупражняться в этом J

Таким образом, когда учёные смотрят на подобные далёкие объекты, они, тем самым, заглядывают в прошлое Вселенной, в её юные годы, изучая её историю развития и формирования, настоящая машина времени! Но сколь велико это расстояние? Даже сверхбыстрому свету приходится затратить миллиарды лет на то, чтобы преодолеть такие головокружительные расстояния. Сможем ли мы когда-нибудь побывать в одной из этих древнейших галактик, минуя световые годы? Возможно ли вообще вообразить такой путь.

Источник