Din tainele astronomiei. Un nou record: cea mai veche şi mai îndepărtată galaxie descoperită vreodată

Perfecţionarea instrumentelor astronomice a permis efectuarea unor măsurători care ar fi părut imposibile acum 100 de ani. Aceste instrumente ne ajută să vedem galaxii extrem de îndepărtate faţă de noi, care s-au născut la puţină vreme după Big Bang. Recent a fost astfel identificată o nouă galaxie, Z8_GND_5296, care este cea mai îndepărtată şi mai veche văzută vreodată.

Studiul acestei galaxii ne va ajuta să înţelegem cum au evoluat primele galaxii din Univers şi ce s-a petrecut într-o perioadă în care acesta era foarte „tănâr”.

Un grup de astronimi de la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, condus de Steven Willner, au reuşit să descopere cea mai îndepărtată galaxie văzută vreodată. Este în acelaşi timp şi cea mai veche galaxie pe care o cunoaştem, întrucât ţinând cont de viteza constantă a propagării luminii, galaxiile cele mai îndepărtate sunt şi cele care au început să emită lumina mult înaintea celor apropiate de noi.

Noua galaxie, denumită Z8_GND_5296, a luat naştere la circa 700 milioane de ani după Big Bang. Considerând că vârstă actuală a Universului este în jur de 13.8 miliarde de ani, asta înseamnă că galaxia nou descoperită s-a format când Universul avea doar 5% din actuala vârstă. Dacă comparăm vârsta actuală a Universului cu cea a unei persoane care are 80 de ani, atunci galaxia Z8_GND_5296 s-a format când Universul ar fi avut 4 ani! Un mic copil...

Descoperirea această a fost făcută cu ajutorul unui nou instrument, MOSFIRE (Molti-Object Spectrometer for Infra-Red Exploration) la W.M. Keck Observatory din Hawaii. Acest instrument este capabil să măsoare în infraroşu (radiaţie asemănătoare luminii, însă având o energie mai mică decât această) şi să studieze mai multe obiecte în acelaşi timp. Au fost studiate în detaliu 43 de galaxii care se presupunea că s-au format curând după Big Bang. 

Rezultatele studiului au fost publicate în prestigioasa revistă Nature.

Ceea ce astronomii au măsurat este aşa-numita deplasare spre roşu a unor linii spectroscopice; acest fenomen ne ajută să determinăm, ţinând cont de expansiunea Universului a cărei viteză o cunoaştem relativ bine, distanţa la care se află obiectul studiat. Galaxia Z8_GND_5296 a generat radiaţia pe care o vedem astăzi acum circa 13.1 miliarde de ani. De unde s-a ajuns la concluzia că această galaxie s-a format la aproximativ 700 milioane de ani după Big Bang.

La ora actuală, ţinând cont de faptul că de la formarea acestei galaxii şi din momemtul în care a fost emisă radiaţia pe care o vedem astăzi expansiunea Universului a continuat, se estimează că această galaxie s-ar afla la o distanţă de circa 30 de miliarde de ani lumina faţă de noi. Nu o putem însă vedea cum arată la momentul de faţă a€“ tocmai din cauza faptului că lumina are o viteză limitată. Deci nu avem cum să vedem ce se întâmplă la ora actuală în această galaxie.

Pe lângă faptul că această galaxie este extrem de veche şi îndepărtată, au fost observate şi alte curiozităţi: în Z8_GND_5296 se pare că stelele se formau cu un ritm foarte „vioi” - o cantitate de materia echivalentă cu circa 300 de ori masă Soarelui se transformă în stele. Acest ritm este mult mai mare decât cel din galaxia noastră la momentul de faţă. În Calea Lactee se formează doar 2-3 stele pe an. Un alf fenomen interesant este legat de faptul că  Z8_GND_5296 conţine un procentaj de elemente chimice mai grele decât hidrogenul surprinzător de ridicat.  Elementele grele sunt generate de fuziunile nucleare din interiorul stelelor. Deci această galaxie conţine rămăşiţe care proveneau de la stele şi mai vechi care au „murit” - o generaţie de stele care s-au format şi mai devreme.

Studiul acestei galaxii şi a altor galaxii asemănătoare ne va ajuta să înţelegem mai bine istoria Universului nostru dintr-o perioadă în care au început să se formeze galaxiile şi elementele chimice pe care le găsim la ora actuală în tot Universul inclusiv pe Pământ şi în....organismul nostru.

Cătălina Oana Curceanu este prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro.