На этом изображении запечатлена галактика GN-z11 – самый удалённый от Земли объект, известный человечеству. Наблюдаемая нами Вселенная простирается на невообразимые 93 миллиарда световых лет. Это расстояние настолько колоссально, что даже свету, самому быстрому путешественнику в космосе, потребовались бы миллиарды лет, чтобы его преодолеть. И это лишь та часть мироздания, которую мы можем увидеть с помощью современных инструментов. Что же находится на самой границе видимого космоса и какой объект держит сегодня титул самого далёкого?
Взгляд в глубокое прошлое
Объекты, удалённые от нас на миллиарды световых лет, представляют собой настоящие космические древности. Свет, который мы от них получаем сегодня, отправился в путь, когда наша планета была безжизненной, а Вселенная – совсем юной. Чтобы измерить эти астрономические расстояния, учёные используют ключевой показатель – космологическое красное смещение. Чем сильнее смещён спектр объекта в красную сторону, тем дальше он находится и тем в более раннюю эпоху мы его наблюдаем. Наиболее точные измерения проводятся с помощью спектроскопии.
На сегодняшний день астрономам удалось обнаружить целый ряд галактик-долгожителей, чей возраст приближается к 13 миллиардам лет. Они начали формироваться в эпоху реионизации – период между 550 и 800 миллионами лет после Большого Взрыва, когда первые звёзды и квазары начали рассеивать туман нейтрального водорода, наполнявший молодую Вселенную. Однако некоторые находки, судя по всему, появились ещё раньше – в конце так называемых Тёмных веков, примерно через 400 миллионов лет после рождения Вселенной. Эта эпоха считается временем, когда ярких звёзд и галактик ещё не существовало, поэтому обнаружение в ней объектов ставит перед наукой новые, захватывающие вопросы об эволюции космоса.
Хронология ключевых событий в истории Вселенной от Большого Взрыва до наших дней.
Рекордсменка GN-z11
Абсолютным чемпионом по удалённости на данный момент является галактика GN-z11, расположенная в созвездии Большой Медведицы. Расстояние до неё составляет ошеломляющие 32 миллиарда световых лет (этот показатель учитывает расширение Вселенной за время путешествия света). Мы видим её такой, какой она была всего через 400 миллионов лет после Большого Взрыва. Этот рекорд был установлен в 2016 году благодаря совместной работе космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер». Учёные использовали широкоугольную камеру и передовые спектроскопические методы, разложив свет галактики на спектр, чтобы с высочайшей точностью измерить её красное смещение.
Изображение галактики GN-z11, полученное космическим телескопом «Хаббл». Она находится на пределе его возможностей.
Портрет юной вселенной
GN-z11 – это крошечный и стремительно развивающийся островок материи. Её диаметр составляет всего около 4400 световых лет, что в 25 раз меньше нашего Млечного Пути. Масса GN-z11 также скромнее – примерно в 100 раз уступает массе нашей Галактики. Однако её юность компенсирует скромные размеры невероятной активностью: скорость звёздообразования в ней в 20 раз превышает текущие темпы в Млечном Пути. Такая бурная деятельность для окончания Тёмных веков является большой загадкой для астрономов.
Населяют эту галактику молодые, массивные и очень горячие звёзды, чья масса в 20-25 раз превышает солнечную. Учёные до сих пор спорят, является ли GN-z11 уже сформировавшейся галактикой или же это протогалактика – «зародыш», находящийся в процессе активного становления. Неопределённость существует и относительно её формы: часть исследователей склоняется к тому, что это неправильная галактика, другие же видят в ней эллиптическую структуру.
Художественное представление галактики GN-z11 в далёкой молодой Вселенной.
Обратите внимание: Разве человек не самый страшный зверь? Глава 2.
Какая она сегодня?
Глядя на GN-z11, мы заглядываем в колыбель мироздания. Но что с ней стало за прошедшие 13 миллиардов лет? Однозначного ответа нет, и мы можем лишь строить гипотезы. Скорее всего, её бурная молодость давно позади. Массивные голубые гиганты, которые мы видим на снимках, должны были давно исчерпать своё топливо и взорваться сверхновыми, оставив после себя нейтронные звёзды и чёрные дыры. Межзвёздный газ, питающий рождение новых звёзд, мог быть полностью израсходован. Сегодня её, возможно, населяют лишь долгоживущие красные карлики и гиганты, а также остывающие белые карлики – остатки солнцеподобных звёзд.
Однако сценариев её дальнейшей судьбы может быть множество. За миллиарды лет GN-z11 могла поглотить несколько соседних галактик, пополнив запасы газа и снова запустив процессы звёздообразования. Не исключено, что она стала ядром гигантского сверхскопления. Или, наоборот, сама была поглощена более массивной соседкой и прекратила своё независимое существование. Узнать правду мы смогли бы, только совершив путешествие сквозь пространство и время, чтобы увидеть её современный облик так же отчётливо, как мы видим сегодня нашу соседку – галактику Андромеды.
Концепция расширяющейся Вселенной: галактики разбегаются, а их свет испытывает красное смещение.
Будущее рекорда
Пока GN-z11 остаётся самой далёкой подтверждённой галактикой. Но её рекорд не вечен. Уже сейчас у неё есть потенциальные конкуренты, расстояние до которых ещё требует окончательного подтверждения. С каждым новым поколением телескопов, таких как «Джеймс Уэбб», граница наблюдаемой Вселенной отодвигается всё дальше. Новые открытия на самом краю космоса могут заставить нас пересмотреть современные представления о том, как и когда зажглись первые звёзды и образовались первые галактики.
Вам может быть интересно:
Видимая (Наблюдаемая) Вселенная - это сколько?
Самая яркая галактика во Вселенной оказалась вампиром
Очаровательная соседка Млечного Пути - Галактика Треугольника (М33)
Больше, чем можно себе представить: сверхскопление Шепли
Экскурсия на Юпитер - планета экстремальных развлечений!
Вид на Землю с разных уголков Солнечной системы
Сколько живут звёзды?
Теория Большого отскока
А что вам напоминает Ланиакея?
Какого цвета космос? Почему он чёрный?
Неужели мы живём внутри войда - в огромной пустоте?
Еще по теме здесь: Космос.
Источник: Самый далёкий объект во Вселенной – где он?.