Какое расстояние до самой далекой галактики? Открыта самая далёкая галактика (3 фото)

В мае 2015 года телескопом «Хаббл» была зафиксирована вспышка самой далекой, а значит и самой старой известной на сегодняшний день галактики. Излучению потребовалось целых 13,1 млрд. световых лет, чтобы достигнуть Земли и быть зафиксированным нашей аппаратурой. По подсчетам ученых, галактика появилась на свет примерно через 690 млн. лет после Большого Взрыва.

Можно было бы подумать, что если свет от галактики EGS-zs8-1 (а именно такое элегантное имя присвоили ей ученые) летел к нам 13,1 млрд. лет, то и расстояние до неё будет равно тому, которое свет пройдет за эти 13,1 млрд. лет.

Но нельзя забывать некоторые особенности устройства нашего мира, которые сильно повлияют на вычисление расстояния. Дело в том, что вселенная расширяется, причем делает это с ускорением. Получается, пока свет шел 13,1 млрд. лет до нашей планеты, пространство расширялось все больше и больше, и галактика удалялась от нас всё быстрее и быстрее. Наглядный процесс представлен на рисунке ниже.

Учитывая расширение пространства, самая далекая галактика EGS-zs8-1 в данный момент находится от нас приблизительно в 30,1 млрд. световых лет, что является рекордом среди всех других подобных объектов. Интересно, что до определенного момента мы будем обнаружить всё более далекие галактики, свет которых до сих пор не дошёл до нашей планеты. Можно с уверенностью сказать, что рекорд галактики EGS-zs8-1 в будущем будет побит.

Это интересно: часто возникает неправильное представление о размере вселенной. Её ширину сравнивают с её же возрастом, который составляет 13,79 млрд. лет. При этом не учитывается, что вселенная расширяется с ускорением. По приблизительным подсчетам, диаметр видимой вселенной составляет 93 млрд. световых лет. Но существует и невидимая часть вселенной, посмотреть которую нам не удастся никогда. Подробнее о размере вселенной и невидимых галактиках в статье ««.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Я бы повалялся с больничным под галоперидолом.==
Очень не советую эту гадость. Тело убивает так, что потом трудно что-то исправить.

Но в этом мире нахожу массу разочарований, люди заняты какой-то бессмысленной хернёй, будто бы все родились неразумными рабами==
Пишите пробное письмо, на pwn-st@яндекс ру. Я дам ссылку почитаете, может быть поймете почему оно так... В комментах я задолбался уже писать

А во что это превратилось?==
В инструмент изоляции неугодных обществу людей. Там сейчас кого только нет. Помимо дибилов и прочего еще и алкаши, наркоманы и так далее. Врачам там на тебя насрать, назначат химию и далее пох что с тобой, лишь бы явно коньки не отбрасывал (трупы в больнице портят отчетность и поэтому стремятся до этого не доводить). Вылечить же тебя они не могут хотя бы потому, что ни один психиатр не знает толком что же есть шиза и врят ли хоть один на своей шкуре пробовал измененку. У них нет представления и опыта почти у всех, как же они тогда будут это лечить? По книжкам? Так у каждого чела свой вариант шизы только, запаришься это в книжках описывать. Да и не надо оно им, они в основном тупо рубят бабло и особо не парятся о том.

Но тогда бы мы не увидели ни красного, ни синего смещений==
они не затрагивают скорость перемещения фотона, меняется лишь частота колебаний.

Нам бы пришлось мудрить про искривление пространства==
Ну так физики и мудрят. У них черная дыра возможна только потому, что возле горизонта событий настолько сильно "искривлено пространство" что у света нет возможности выбраться из ловушки. И я ни разу не слушал от физиков, чтобы фотоны притягивались за счет гравитационного взаимодействия.

То, что скорость фотона абсолютная константа - это и есть ошибки==
Где-то читал у физиков, что если бы скорость света заметно отличалась от той что сейчас, то не существовало бы материального мира. То есть все тот же антропный принцип

Возможно вы уже умеете==
Это у каждого есть, но не каждый умет пользоваться. Хотите сами найти ответ на вопрос? Просто думайте о нем, на эту тему. Отпустите контроль над мыслями, пусть они текут свободно. Когда вопрос сформируется, вы поймете сразу, это как чувство, ощущение. Ответ приходит почти мгновенно, тоже как ощущение. Далее потом уже можно годами это переводить в буквы. Это подобно тому, как долбишься с чем нить долго, не получается, а потом бац и озарение которое переходит в понимание. Вот тот короткий миг, до озарения, и есть ответ и он приходит как ощущение тела. Чтобы поймать нужна практика, с первого раза не получается ничего.

Теория - это гадания,==
Вернее будет сказать интерпретация. Когда переводишь знание-без-слов в буквы, это тоже интерпретация. То что делаю я, тоже интерпретация. То есть искажения по любому есть. Я бы возможно вывел все сказанное мной в уравнения, но пока не владею математикой на должном уровне, да и в той математике что есть хватает "особенностей", которые не позволяют это сделать. Однако математическая абстракция единственный способ выразить это знание с минимальными искажениями.

А щас много чего в эфир уже понапихали==
Мы живем в такое время, когда информационное пространство превратилось в помойку и адскую смесь правды и лжи. И ложь только прибывает, ибо многие научились делать бабло наполняя мир злом. В итоге мы придем к тому, что все нужно будет помножить на ноль и начинать с начала.

Эфир устарел и был заменён СТО и ОТО. Обе родил Энштейн==
Эйнштейн это типа реинкарнации Аристотеля или даже возможно Сусанина. То что он завел науку в дебри, ему за это спасибо вообще то надо сказать. Ибо у нас сейчас шахиды бегают с десятком килограмм тротила в поясе, а было бы с десятком Хиросим
в эквиваленте как минимум. Прогресс в этой области решил бы все наши энергетические проблемы, однако как оно водится сначала бы мы сделали бы оружие в десятки раз мощнее и в сотни раз компактнее и давно бы уже порвали планету в клочья. Тесла вон тоже говорят дорылся до сути и потом все рукописи сжег, я примерно понимаю в какое направление он влез и почему поступил так. Так же и я, если догрызу матан и прочее и выведу все формулами да уравнениями, скорее всего тоже хрен кому отдам. Не доросли еще люди до этого, сначала общественный строй и людские мозги должны измениться, и лишь потом им можно будет открывать эти двери, за которыми океан огня и бездна энергии...

Космический орбитальный телескоп "Хаббл" (Hubble Space Telescope) уловил свет самой далёкой, а значит, и самой старой галактики из всех известных науке на сегодняшний день.

Звёздная система имеет кодовое название z8_GND_5296 , массу, эквивалентную 1,3 миллиардам масс Солнца, и располагается она в направлении созвездия Большой Медведицы в 13,1 миллиардах световых лет от нас. В силу удалённости от Земли в оптический телескоп её увидеть было бы невозможно, поэтому для обнаружения излучения учёные использовали приборы, фиксирующие ближний инфракрасный свет.

После получения первичных данных исследователи перепроверили их с помощью телескопов обсерватории Кека (Keck Observatory) и подтвердили расположение галактики.

"Рассмотреть столь далёкие объекты с помощью оптических телескопов невозможно. Для нас они уже невидимы. Всё видимое излучение смещается в ближний инфракрасный диапазон", — поясняет ведущий автор исследования Стивен Финкельштейн (Steven Finkelstein) из Техасского университета в Остине.

Наблюдаемое явление называется эффектом Доплера : объекты, которые удаляются от нас, кажутся красноватыми, а те, что приближается, кажутся синеватыми. Инфракрасное смещение указывает не только на то, что наблюдаемая галактика очень далека от нас, но и .

Как ни странно, звёздная система z8_GND_5296 была единственной из 43 кандидатов в удалённые галактики, у которой отчётливо наблюдались линии водорода , которые необходимы для идентификации космического объекта.

Таким образом, перед учёными встаёт вопрос о ранней истории Вселенной: как быстро свет первых галактик мог перемещаться сквозь облака межгалактического водородного газа без рассеивания?

Чтобы обнаружить свет, проходящий сквозь облака ранней Вселенной, водород должен быть ионизирован. Но парадокс заключается в том, что по стандартным астрофизическим теориям, процессы ионизации были вызваны как раз первым поколением галактик.

"Смотреть на удалённые галактики особенно интересно. Ведь в силу того, что скорость света конечна, мы видим в телескоп тот момент, когда излучение от этих объектов только было испущено. Фактически, мы смотрим сквозь пространство и время на самые ранние этапы существования Вселенной", — говорит соавтор исследования Доминик Ричерс (Dominik Riechers) из Корнельского университета.

В данном случае свет, излучаемый галактикой z8_GND_5296, будет идти до Земли 13,1 миллиарда лет, притом что возраст самой Вселенной составляет чуть менее 13,8 миллиарда лет. Поэтому астрофизики увидели через телескоп Вселенную, когда ей было всего 700 миллионов лет.

Но возраст оказался далеко не единственной отличительной особенностью галактики z8_GND_5296. Как сообщается в пресс-релизе , она производит новые звёзды в поразительном темпе — примерно 330 масс Солнца ежегодно, а это в 100 раз больше скорости звездообразования Млечного Пути.

"В ранней Вселенной звёзды могли рождаться с гораздо большей скоростью, чем мы предполагали", — пишет Финкельштейн в статье об исследовании , опубликованной в журнале Nature.

Помимо этого, Финкельштейн и его коллеги были поражены тем, сколько в этой галактике присутствует кислорода и других "тяжёлых" элементов. Прежде считалось, что такое количество элементов, которые тяжелее водорода и гелия, просто не успело бы образоваться в столь короткие сроки.

Логическое объяснение феномену исследователи нашли в результате анализа данных, полученных телескопом NASA Spitzer . Галактика z8_GND_5296, скорее всего, содержит следы взрывов гигантских звёзд, в ядрах которых уже успели синтезироваться тяжёлые элементы. Эти звёзды, по всей вероятности, были первыми в галактике, и .

"Интересно, что львиная доля тяжёлых элементов образовались на столь ранних этапах существования времён", — удивляется Финкельштейн.

Отметим, что до открытия галактики z8_GND_5296 самой старой звёздной системой считалась та, что сформировалась спустя 740 миллионов лет после Большого взрыва. Причина, по которой самая далёкая галактика Вселенной ранее не была обнаружена, заключается в том, что на пути к ней взорвалась массивная звезда и затмила "старушку" своим светом.

Впрочем, на достигнутом учёные . Но, чтобы заглянуть в ещё более далёкие времена, им придётся заменить телескоп "Хаббл" на что-то более мощное. Отличной альтернативой станет космический телескоп имени Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope), запуск которого запланирован на 2018 год.

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.

Решения общей теории относительности, которые вообще исключали такую возможность, появились в 1920 году, но наблюдения, которые пришли позже - и показали, что расстояние между галактиками увеличивается, - позволили нам не только подтвердить расширение Вселенной, но и даже измерить темп расширения и как он менялся со временем. Галактики, которые мы видим сегодня, были гораздо дальше от нас, когда впервые испустили свет, полученный нами сегодня.

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.

Но поскольку Вселенная расширялась все это время, эта галактика находится не в 13,24 миллиарда световых лет от нас; на самом деле, она уже в 30,35 миллиарда световых лет. И не стоит забывать: если бы мы могли мгновенно отправить сигнал из этой галактики к нам, он покрыл бы расстояние в 30,35 миллиарда световых лет. Но если вы вместо этого отправите фотон из этой галактики к нам, то благодаря темной энергии и расширению ткани пространства он никогда нас не достигнет. Эта галактика уже ушла. Единственная причина, по которой мы можем ее наблюдать с помощью телескопов Кека и Хаббла, заключается в том, что блокирующий свет нейтральный газ в направлении этой галактики оказался достаточно редким.

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.

В 2009 году на космическом телескопе имени Хаббла, который находится на околоземной орбите с 1990 года, в видимом диапазоне спектра были получены изображения самых далеких от Земли и самых старых галактик из тех, которые ученым когда-либо удавалось наблюдать. Для того чтобы получить изображение столь далеких и, соответственно, тусклых галактик (их светимость составляет одну миллионную долю светимости объекта, который может различить невооруженный человеческий глаз) ученые порядка четырех дней собирали свет от одной и той же области неба.

Несколько галактик, изображения которых были получены таким образом, проявили себя как кандидаты в галактики, находящиеся в стадии реионизации.

Вкратце напомним, что реионизация произошла после того, как в ранней Вселенной появились первые источники излучения, которые выдували своего рода «ионизированные пузыри» в окружающем их нейтральном газе, пока все эти пузыри не слились воедино и всё межгалактическое пространство не стало вновь ионизованным.

Это состояние межгалактической среды сохраняется до сегодняшнего дня, поскольку вот уже многие миллиарды лет галактики светят беспрерывно.

Одну из таких галактик, UDFy-38135539, которая «зажглась» примерно через 600 млн лет после рождения Вселенной, и удалось обнаружить на телескопе имени Хаббла в 2009 году. Для того чтобы подтвердить это открытие, требовалось провести качественные спектроскопические наблюдения, чтобы по ним определить красное смещение z. Напомним, что этим параметром в астрономии характеризуется расстояние до далеких объектов: z показывает изменение длины волны излучения объекта в результате расширения Вселенной.

Теоретические расчеты, проведенный сотрудниками Европейской южной обсерватории (ESO), показали, что с помощью одного из самых крупных наземных телескопов (находящегося в Чили VLT, принадлежащего ESO), инфракрасного спектрографа SINFONI и при наличии большого количества наблюдательного времени возможно зафиксировать свечение этой далекой галактики и определить ее красное смещение. По специальному запросу группе ученых было выделено время на телескопе для наблюдений UDFy-38135539.

После двух месяцев работы на телескопе, тщательного анализа и проверки полученных результатов ученые пришли к выводу, что они очень четко обнаружили слабое излучение этой галактики в линии водорода. Красное смещение объекта оказалось 8,6, что соответствует моменту времени 600 миллионов лет после Большого взрыва.

Таким образом, в настоящее время эта галактика является самым удаленным астрономическим объектом, который когда-либо наблюдался людьми.

До этого самой удаленной галактикой была IOK-1 из созвездия Волосы Вероники, красное смещение которой было равно 6,96. Самым удаленным объектом же был гамма-всплеск GRB 090423 (созвездие Льва) с z = 8,2.

Несколько раз астрономы уже фиксировали объекты с красным смещением около десяти. Но все время эти данные не выдерживали дополнительной наблюдательной проверки. Сейчас же ошибка практически исключена: получен очень качественный спектр галактики UDFy-38135539.

«Измерение красного смещения самых далеких галактик является очень интересным само по себе, но астрофизические последствия этого еще более важны, – говорит один из авторов работы, опубликованной в Nature, Николь Несвадьба. – Сейчас мы точно знаем, что видели одну из галактик, которая только-только начала вырисовываться из тумана, которым была заполнена ранняя Вселенная».

«Вероятно, там были и другие галактики, более слабые и менее массивные, которые также помогли сделать пространство вокруг наблюдаемой галактики прозрачным, – говорит другой автор работы, Марк Суинбэнк. – Без этой дополнительной помощи мы вряд ли обнаружили бы наш объект».

Ученые также отмечают, что изучение эпохи реионизации, когда начали формироваться галактики, позволяет продемонстрировать текущие возможности телескопов.