National Aeronautics and Space Administration
Om bilden
Aktuella observationer tyder på att universum är ungefär 13,7 miljarder år gammalt. Vi vet att ljus tar tid på sig att färdas, så om vi observerar ett objekt som är 13 miljarder ljusår bort har ljuset färdats mot oss i 13 miljarder år. I princip ser vi objektet som det såg ut för 13 miljarder år sedan.
För varje år som går gör vår nyaste teknik det möjligt för oss att se längre och längre tillbaka.
Bilden som används för detta stopp på vår resa är Hubble Ultra Deep Field (UDF). UDF är en av de djupaste vyerna av det synliga universumet hittills, och var i alla fall den djupaste när den ursprungligen skapades 2003-2004. Det finns ungefär 10 000 galaxer i den här vyn, som är ett slags ”kärnprov” av en mycket smal del av himlen nära stjärnbilden Fornax. De minsta, rödaste galaxerna i bilden, av vilka det finns cirka 100, är bland de mest avlägsna kända objekten!
UDF ser ungefär 13 miljarder år bakåt i tiden (ungefär mellan 400 och 800 miljoner år efter Big Bang). Galaxer som existerade under den tidsperioden skulle vara mycket unga och mycket annorlunda i struktur och utseende än de stora spiraler vi ser i närheten idag.
Vad är det mest avlägsna kända objektet från jorden?
Uppdatering 02/03/16: Här är de nyaste kandidaterna (från september respektive maj 2015) för den mest avlägsna galaxen som ännu inte upptäckts. EGS8p7 på mer än 13,2 miljarder ljusår avstånd och EGS-zs8-1 på 13,1 miljarder ljusår avstånd.
I december 2012 meddelade astronomer att Hubble Space Telescope upptäckt sju primitiva galaxer som ligger mer än 13 miljarder ljusår från oss. Resultaten kommer från en undersökning av samma del av himlen som kallas Ultra Deep Field (UDF). Vid denna undersökning, kallad UDF12, användes Hubbles Wide Field Camera 3 för att titta djupare in i rymden i nära infrarött ljus än någon tidigare Hubble-observation.
Varför infrarött? Därför att universum expanderar; ju längre bakåt vi tittar, desto snabbare rör sig objekt bort från oss, vilket förskjuter deras ljus mot det röda. Rödförskjutning innebär att ljus som avges som ultraviolett eller synligt ljus förskjuts mer och mer till rödare våglängder.
Det extrema avståndet mellan dessa nyupptäckta galaxer innebär att deras ljus har färdats till oss i mer än 13 miljarder år, från en tid då universum var mindre än 4 % av sin nuvarande ålder.
Din upptäckt, som du kan läsa mer om i NASA:s artikel, är spännande eftersom den kan ge oss en uppfattning om hur rikligt förekommande galaxer var nära den tid då astronomer tror att galaxer först började bildas. (Phil Plait har också en bra krönika om denna upptäckt.)
I skrivande stund verkar det som om en av galaxerna i denna nya Hubble-upptäckt kan slå avståndsrekord – den observerades 380 miljoner år efter Big Bang, med en rödförskjutning på 11,9. Det betyder att ljuset från denna galax (bilden nedan) lämnade den för 13,3 miljarder ljusår sedan.
För knappt en månad sedan var den aktuella kandidaten det här objektet: en ung galax kallad MACS0647-JD. Den är bara en liten bråkdel av vår Vintergatas storlek – och observerades 420 miljoner år efter Big Bang, när universum var 3 procent av sin nuvarande ålder på 13,7 miljarder år. För att upptäcka den här galaxen använde astronomerna den kraftiga gravitationen från den massiva galaxhopen MACS J0647+7015 för att förstora ljuset från den avlägsna galaxen; denna effekt kallas gravitationslinsning.
Tidigare 2012 upptäckte ett team av astronomer med den kombinerade kraften från NASA:s rymdteleskop Spitzer och Hubble, samt med hjälp av gravitationslinser, vad som då kan ha varit den mest avlägsna galax som någonsin setts. Ljuset från denna unga galax, MACS1149-JD, sändes ut när vårt 13,7 miljarder år gamla universum bara var 500 miljoner år gammalt.
Under 2010 hittades en kandidat till den mest avlägsna galaxen i Hubble Ultra Deep Field. UDFy-38135539 tros vara 13,1 miljarder ljusår bort. Det finns mer information i den här artikeln på Phil Plaits blogg. Jag har använt hans märkta bilder:
Objekten i Hubble Ultra Deep Field kan mycket väl vara de mest avlägsna kända objekten, men det finns andra utmanare.
De inkluderar en galax kallad Abell 1835 IR1916, som upptäcktes 2004 av astronomer från European Southern Observatory med hjälp av ett instrument för nära infrarött ljus på Very Large Telescope. Objektet är synligt för oss på grund av gravitationslinser från galaxklustret Abell 1835, som ligger mellan detta objekt och oss. Denna galax tros vara cirka 13,2 miljarder ljusår bort, vilket innebär att den skulle dateras till cirka 500 miljoner år efter Big Bang. Observera dock att detta fynd inte har verifierats av andra instrument – rymdteleskopet Spitzer försökte 2006 utan framgång.
Också 2004 upptäckte ett team som använde sig av både rymdteleskopet Hubble och Keck-observatoriet en galax som tros befinna sig cirka 13 miljarder år från oss. Den upptäcktes när man observerade galaxklustret Abell 2218. Ljuset från den avlägsna galaxen var synligt på grund av gravitationslinser. Det mycket avlägsna objektet är det som är inringat. Mer information finns i detta pressmeddelande.
Det finns också det infraröda rymdteleskopet James Webb. Om ni kommer ihåg att Hubble har kapacitet för nära infrarött, men inte för mellaninfrarött, och för objekt med mycket hög rödförskjutning skulle det krävas ett kraftfullt teleskop med kapacitet för mellaninfrarött för att se dessa mest avlägsna objekt. JWST kommer att kunna se tillbaka till de första lysande objekt som föddes efter Big Bang.
Ett av JWST:s mål är faktiskt att se ännu längre tillbaka, till bara 200 miljoner år efter Big Bang. Enligt en modell för galaxernas utveckling bildades de första galaxerna då och vi behöver JWST för att testa denna teoretiska förutsägelse!
(Notera: JWST kommer att kunna se dessa första galaxer utan hjälp av gravitationslinser; gravitationslinser kan göra det möjligt för oss att se dem bättre, men skulle inte nödvändigtvis göra det möjligt för oss att se längre tillbaka i tiden).
Avståndsinformation
Några av de mest nyupptäckta objekten kan befinna sig över 13 miljarder ljusår bort, enligt vad som härleds från en standardmodell av universum. Det kommer dock att krävas en ny kraftfull generation teleskop, som James Webb Space Telescope, för att bekräfta de misstänkta avstånden för dessa objekt.
När 13 miljarder ljusår översätts till kilometer finns det ett häpnadsväckande antal nollor – det blir ungefär 123 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 km.
Med tiden kommer vår förmåga att se allt längre bort att öka – vilket ger oss en inblick i själva början av universums existens!
Hur beräknar vi avstånd av den här magnituden?
På de här avstånden används objektens rödförskjutningar, med och utvidgning av Hubbles lag till det avlägsna universum. Här måste vi känna till historien om hur snabbt universum expanderade vid varje tidpunkt. Detta kan beräknas utifrån mängden normal och mörk materia samt mörk energi. Prova professor Wrights Javascript-kosmologikalkylator på:
http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html
För mer information om Hubbles lag, läs avsnittet om att hitta avstånden till de närmaste superklustren.
Varför är dessa avstånd viktiga för astronomer?
Vetenskapsmännen har uppskattat universums ålder till att vara 13,73 miljarder år (med en osäkerhet på cirka 120 miljoner år). När vi observerar ett objekt som befinner sig 13 miljarder ljusår bort observerar vi det i princip som det såg ut för 13 miljarder år sedan, när universum var ungt. Att kunna se och därmed förhoppningsvis förstå det tidiga universum är viktigt för att förstå hur det bildades. Om vi ser tillräckligt långt tillbaka kan vi kanske få en glimt av de första galaxerna när de precis höll på att bildas. Kanske kommer vi en dag att kunna se de första begynnelserna som bildas. Skulle vi kunna se ännu längre tillbaka än så? Endast tiden (och tekniken) får utvisa det!
Resetid
Med en hastighet av 17,3 km/sek (den hastighet Voyager reser bort från solen) skulle det ta cirka 225 000 000 000 000 000 000 år att nå detta avstånd. Med ljusets hastighet skulle det ta 13 miljarder år!
Tillbaka