Οι αστρονόμοι μόλις εντόπισαν το πιο μακρινό αστέρι ακόμα. Πόσο πίσω στο χρόνο θα μπορούσαμε να δούμε;

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Αστέρι Earendel διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble αστέρια γαλαξιών

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχει παρατηρήσει το πιο μακρινό αστέρι που έχει δει ποτέ: Earendel, που σημαίνει αστέρι πρωινού. Παρόλο που το Earendel είναι 50 φορές η μάζα του ήλιου και εκατομμύρια φορές πιο φωτεινό, κανονικά δεν θα μπορούσαμε να το δούμε. Μπορούμε να το δούμε λόγω της ευθυγράμμισης του αστεριού με ένα μεγάλο σμήνος γαλαξιών μπροστά του, του οποίου η βαρύτητα κάμπτει το φως από το αστέρι για να το κάνει πιο φωτεινό και πιο εστιασμένο, δημιουργώντας ουσιαστικά έναν φακό.

Οι αστρονόμοι βλέπουν το βαθύ παρελθόν όταν βλέπουμε μακρινά αντικείμενα. Το φως ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα (3×10 μέτρα ανά δευτερόλεπτο), επομένως όσο πιο μακριά είναι ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται για να φτάσει το φως σε εμάς. Μέχρι να φτάσει σε εμάς το φως από πολύ μακρινά αστέρια, το φως που κοιτάμε μπορεί να είναι δισεκατομμυρίων ετών. Εξετάζουμε λοιπόν γεγονότα που συνέβησαν στο παρελθόν.

Όταν παρατηρούμε το φως του αστεριού, κοιτάμε το φως που εκπέμπεται από το αστέρι πριν από 12.9 δισεκατομμύρια χρόνια. το ονομάζουμε χρόνο αναδρομής. Αυτό είναι μόλις 900 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αλλά επειδή το σύμπαν επεκτάθηκε επίσης γρήγορα στο χρόνο που χρειάστηκε αυτό το φως για να φτάσει σε εμάς, το Earendel βρίσκεται τώρα 28 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας.

Τώρα που ο διάδοχος του Hubble, ο Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), είναι στη θέση του μπορεί να είναι σε θέση να ανιχνεύσει ακόμη προηγούμενα αστέρια, αν και μπορεί να μην υπάρχουν πολλά που να είναι όμορφα ευθυγραμμισμένα για να σχηματίσουν έναν «βαρυτικό φακό» ώστε να μπορούμε να τον δούμε.

Για να δείτε πιο πίσω στο χρόνο, τα αντικείμενα πρέπει να είναι πολύ φωτεινά. Και τα πιο μακρινά αντικείμενα που έχουμε δει είναι οι πιο ογκώδεις και φωτεινότεροι γαλαξίες. Οι λαμπρότεροι γαλαξίες είναι αυτοί με κβάζαρ — φωτεινά αντικείμενα που πιστεύεται ότι τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες-σε αυτούς.

Πριν από το 1998, οι πιο απομακρυσμένοι ανιχνευμένοι κβάζαρ γαλαξίες ήταν περίπου 12.6 δισεκατομμύρια χρόνια αναδρομής. Η βελτιωμένη ανάλυση του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble αύξησε τον χρόνο ανασκόπησης στα 13.4 δισεκατομμύρια χρόνια και με το JWST αναμένουμε να βελτιωθεί σε αυτό πιθανώς σε 13.55 δισεκατομμύρια χρόνια για τους γαλαξίες και αστέρια.

Τα αστέρια άρχισαν να σχηματίζονται μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά Μεγάλη έκρηξη, σε μια εποχή που ονομάζουμε το κοσμική αυγή. Θα θέλαμε να μπορούμε να δούμε τα αστέρια στην κοσμική αυγή, καθώς αυτό θα μπορούσε να επιβεβαιώσει τις θεωρίες μας για το πώς σχηματίστηκαν το σύμπαν και οι γαλαξίες. Τούτου λεχθέντος, η έρευνα δείχνει ότι μπορεί να μην μπορέσουμε ποτέ να δούμε τα πιο μακρινά αντικείμενα με τηλεσκόπια με όση λεπτομέρεια θέλουμε - το σύμπαν μπορεί να έχει ένα θεμελιώδες όριο ανάλυσης.

Γιατί να κοιτάξουμε πίσω;

Ένας από τους κύριους στόχους του JWST είναι να μάθει πώς έμοιαζε το πρώιμο σύμπαν και πότε σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια και οι γαλαξίες, που πιστεύεται ότι είναι μεταξύ 100 και 250 εκατομμυρίων ετών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Και, ευτυχώς, μπορούμε να λάβουμε συμβουλές σχετικά με αυτό κοιτάζοντας ακόμη πιο πίσω από ό,τι μπορεί να διαχειριστεί το Hubble ή το JWST.

Μπορούμε να δούμε φως από 13.8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, αν και δεν είναι αστέρι - δεν υπήρχαν αστέρια τότε. Το πιο απομακρυσμένο φως που μπορούμε να δούμε είναι το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων (CMB), που είναι το φως που έμεινε από τη Μεγάλη Έκρηξη, που σχηματίστηκε μόλις 380,000 χρόνια μετά την κοσμική μας γέννηση.

Το σύμπαν πριν σχηματιστεί το CMB περιείχε φορτισμένα σωματίδια θετικών πρωτονίων (τα οποία τώρα αποτελούν τον ατομικό πυρήνα μαζί με τα νετρόνια) και αρνητικά ηλεκτρόνια και φως. Το φως διασκορπίστηκε από τα φορτισμένα σωματίδια, που έκαναν το σύμπαν μια ομιχλώδη σούπα. Καθώς το σύμπαν επεκτεινόταν, ψύχθηκε μέχρι που τελικά τα ηλεκτρόνια ενώθηκαν με τα πρωτόνια για να σχηματίσουν άτομα.

Σε αντίθεση με τη σούπα των σωματιδίων, τα άτομα δεν είχαν φορτίο, έτσι το φως δεν ήταν πλέον διασκορπισμένο και μπορούσε να κινηθεί μέσα στο σύμπαν σε ευθεία γραμμή. Αυτό το φως συνέχισε να ταξιδεύει σε όλο το σύμπαν μέχρι να φτάσει σε εμάς σήμερα. Το μήκος κύματος του φωτός μεγάλωσε καθώς το σύμπαν επεκτεινόταν και προς το παρόν το βλέπουμε ως μικροκύματα. Αυτό το φως είναι το CMB και μπορεί να φανεί ομοιόμορφα σε όλα τα σημεία του ουρανού. Το CMB είναι παντού στο σύμπαν.

*Κοντινό πλάνο του Earendel. Επιστήμη: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Επεξεργασία εικόνας: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)*

Το φως CMB είναι το πιο απομακρυσμένο πίσω στον χρόνο που έχουμε δει, και δεν μπορούμε να δούμε φως από παλαιότερες εποχές, επειδή αυτό το φως ήταν διασκορπισμένο και το σύμπαν ήταν αδιαφανές.

Υπάρχει όμως η πιθανότητα να δούμε μια μέρα ακόμα και πέρα από το CMB. Για να γίνει αυτό δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε φως. Θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσουμε βαρυτικά κύματα. Αυτοί είναι κυματισμοί στο ύφασμα του ίδιου του χωροχρόνου. Αν κάποιοι σχηματίστηκαν στην ομίχλη του πολύ πρώιμου σύμπαντος, τότε θα μπορούσαν ενδεχομένως να φτάσουν σε εμάς σήμερα.

Το 2015, βαρυτικά κύματα εντοπίστηκαν από τη συγχώνευση δύο μαύρων οπών χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή LIGO. Ίσως η επόμενη γενιά ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων που βασίζεται στο διάστημα—όπως το τηλεσκόπιο Lisa του Esa, το οποίο πρόκειται να εκτοξευτεί το 2037— θα μπορεί να δει στο πολύ πρώιμο σύμπαν πριν σχηματιστεί το CMB πριν από 13.8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Πίστωση εικόνας: Η άποψη του Hubble του Έαρεντελ. Επιστήμη: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Επεξεργασία εικόνας: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)

Σφραγίδα ώρας: Απρίλιος 7, 2022