Distanza dalla galassia conosciuta più distante

Gli astronomi hanno misurato più accuratamente la distanza dalla galassia più antica e più lontana mai scoperta. La luce che vedono ha lasciato una galassia nota come GN-z11 circa 13,4 miliardi di anni fa, quando l'universo era un "piccolo bambino cosmico", e la galassia segna il confine dell'universo osservabile.

Guardare nello spazio è guardare indietro nel tempo. La velocità della luce è costante, cioè quando guardiamo un oggetto situato, ad esempio, a 100 anni luce da noi, lo vediamo com'era 100 anni fa.

Quindi, se studiamo oggetti a miliardi di anni luce da noi, possiamo avere un'idea di come appariva l'universo nei primi anni della sua esistenza.

Ora un team internazionale di astronomi ha portato questo alla sua logica conclusione, misurando la distanza dalla galassia più lontana conosciuta in modo più accurato che mai.

Da un lato, GN-z11 dista 13,4 miliardi di anni luce, quindi vediamo cosa è successo solo 420 milioni di anni dopo il Big Bang. A quel tempo, l'età dell'universo era solo il tre per cento dell'età attuale, rendendo questa galassia la più antica mai osservata.

Ma quella distanza non racconta tutta la storia. La sua distanza reale è in realtà più vicina a 32 miliardi di anni luce, il che causa un ovvio paradosso. Come possiamo vedere la luce a 32 miliardi di anni luce di distanza quando l'universo ha solo 13,8 miliardi di anni? Il viaggio leggero a una velocità costante non dovrebbe avere abbastanza tempo per viaggiare così a lungo.

La spiegazione è che l'universo si sta espandendo a un ritmo accelerato. Questo espande le lunghezze d'onda della luce dalle galassie lontane in modo che si spostino verso l'estremità rossa dello spettro luminoso, un fenomeno noto come redshift (la velocità di recessione o velocità radiale della galassia GN-z11 è di circa 295.000 km / s - più di 0,98 alla velocità della luce).

Il redshift funge da moltiplicatore per la distanza e viene indicato come z nelle equazioni. Per questo nuovo studio, gli astronomi hanno misurato il redshift di GN-z11 in modo più accurato rispetto al lavoro precedente, studiando la luce ultravioletta proveniente dalla galassia e perfezionando l'allungamento di alcune firme chimiche chiamate linee di emissione.

"Abbiamo esaminato in particolare la luce ultravioletta perché questa è la regione dello spettro elettromagnetico in cui ci aspettavamo di trovare le firme chimiche del redshift", afferma Nobunari Kashikawa, autore dello studio.

Il telescopio spaziale Hubble ha rilevato più volte una firma nello spettro GN-z11. Tuttavia, anche Hubble non può risolvere le linee di luce ultravioletta quanto ci serve. Pertanto, ci siamo rivolti a un più moderno spettrografo a terra, uno strumento per misurare le linee di emissione chiamato MOSFIRE, che è installato sul telescopio Keck I alle Hawaii.

Utilizzando questo strumento, gli astronomi sono stati in grado di misurare lo spostamento verso il rosso della galassia 100 volte più accuratamente rispetto alle misurazioni precedenti e hanno determinato il suo valore z pari a 10,957, rispetto a 11,09 negli studi precedenti. Ciò conferma l'evidenza che GN-z11 è la galassia più lontana e più antica mai osservata, ed è proprio ai margini dell'universo osservabile.

I futuri telescopi saranno in grado di trovare gli antenati di tali galassie con spostamento verso il rosso più elevato ed esplorare l'era spaziale all'inizio della reionizzazione.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy.