Astronomi so pravkar opazili najbolj oddaljeno zvezdo doslej. Koliko dlje v preteklost bi lahko videli?

Vesoljski teleskop Hubble je opazil najbolj oddaljena zvezda, ki so jo kdaj videli: Earendel, kar pomeni jutranja zvezda. Čeprav ima Earendel 50-kratno maso sonca in je milijonkrat svetlejši, ga običajno ne bi mogli videti. Vidimo jo lahko zaradi poravnave zvezde z veliko jato galaksij pred njo, katere gravitacija ukrivi svetlobo zvezde, da postane svetlejša in bolj fokusirana, kar v bistvu ustvari lečo.

Astronomi vidijo v globoko preteklost, ko gledamo oddaljene predmete. Svetloba potuje s konstantno hitrostjo (3 × 10⁸ metrov na sekundo), tako da bolj ko je predmet oddaljen, dlje traja, da svetloba doseže nas. Ko nas svetloba doseže od zelo oddaljenih zvezd, je lahko svetloba, ki jo gledamo, stara milijarde let. Gledamo torej dogodke, ki so se zgodili v preteklosti.

Ko opazujemo svetlobo zvezde, gledamo svetlobo, ki jo je zvezda oddajala pred 12.9 milijardami let; temu pravimo čas pogleda nazaj. To je le 900 milijonov let po velikem poku. A ker se je vesolje v času, ko je ta svetloba potrebovala, da nas doseže, hitro razširilo, je Earendel zdaj od nas oddaljen 28 milijard svetlobnih let.

Zdaj, ko je Hubblov naslednik, Vesoljski teleskop James Webb (JWST), je na mestu morda bo lahko zaznal še starejše zvezde, čeprav morda ni veliko takšnih, ki so lepo poravnane, da tvorijo "gravitacijsko lečo", tako da jo lahko vidimo.

Da bi videli dlje v preteklost, morajo biti predmeti zelo svetli. In najbolj oddaljeni objekti, ki smo jih videli, so najbolj masivne in najsvetlejše galaksije. Najsvetlejše galaksije so tiste s kvazarji – svetlečimi predmeti, za katere se domneva, da jih napajajo supermasivne črne luknje-v njih.

Pred letom 1998 so bile najdlje odkrite kvazarske galaksije stare približno 12.6 milijarde let. Izboljšana ločljivost Hubblovega vesoljskega teleskopa je podaljšala čas pogleda nazaj na 13.4 milijarde let, z JWST pa pričakujemo, da bomo to izboljšali na 13.55 milijarde let za galaksije in zvezde.

Zvezde so se začele oblikovati nekaj sto milijonov let po Big Bang, v času, ki ga imenujemo kozmična zora. Radi bi videli zvezde ob kozmični zori, saj bi to lahko potrdilo naše teorije o nastanku vesolja in galaksij. Kljub temu pa raziskave kažejo, da s teleskopi morda nikoli ne bomo mogli videti najbolj oddaljenih predmetov tako podrobno, kot želimo – vesolje ima lahko temeljno mejo ločljivosti.

Zakaj pogledati nazaj?

Eden od glavnih ciljev JWST je vedeti, kako je izgledalo zgodnje vesolje in kdaj so nastale zgodnje zvezde in galaksije, ki naj bi bile med 100 in 250 milijoni let po velikem poku. In na srečo lahko dobimo namige o tem, če pogledamo še dlje nazaj, kot lahko Hubble ali JWST.

Vidimo lahko svetlobo izpred 13.8 milijard let, čeprav to ni svetloba zvezd – takrat še ni bilo zvezd. Najbolj oddaljena svetloba, ki jo lahko vidimo, je kozmično mikrovalovno ozadje (CMB), ki je svetloba, ki je ostala po velikem poku in je nastala le 380,000 let po našem kozmičnem rojstvu.

Vesolje pred nastankom CMB je vsebovalo nabite delce pozitivnih protonov (ki zdaj sestavljajo atomsko jedro skupaj z nevtroni) in negativnih elektronov ter svetlobo. Svetlobo so razpršili nabiti delci, zaradi česar je vesolje postalo meglena juha. Ko se je vesolje širilo, se je ohlajalo, dokler se elektroni niso združili s protoni in oblikovali atome.

Za razliko od juhe delcev atomi niso imeli naboja, zato se svetloba ni več razpršila in se je lahko premikala skozi vesolje v ravni črti. Ta svetloba je še naprej potovala po vesolju, dokler ne doseže nas danes. Valovna dolžina svetlobe se je podaljšala, ko se je vesolje širilo, in trenutno jo vidimo kot mikrovalove. Ta svetloba je CMB in jo je mogoče enakomerno videti na vseh točkah neba. CMB je povsod v vesolju.

Svetloba CMB je najbolj oddaljena v času, kar smo jih videli, in ne moremo videti svetlobe iz prejšnjih časov, ker je bila ta svetloba razpršena in je bilo vesolje neprozorno.

Obstaja pa možnost, da bomo nekega dne videli tudi dlje od CMB. Za to ne moremo uporabiti svetlobe. Bomo morali uporabiti gravitacijski valovi. To so valovi v tkivu samega prostorčasa. Če je katera nastala v megli zelo zgodnjega vesolja, bi lahko dosegla nas danes.

Leta 2015 gravitacijski valovi so bili odkriti iz združitve dveh črnih lukenj z uporabo detektorja LIGO. Morda naslednja generacija vesoljski detektor gravitacijskih valov— kot je Esin teleskop Lisa, ki naj bi bil izstreljen leta 2037 — bo lahko videl v zelo zgodnje vesolje, preden je CMB nastal pred 13.8 milijardami let.

Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.

Avtorstvo slike: Hubblov pogled na Earendel. Znanost: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Obdelava slik: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://singularityhub.com/2022/04/07/scientists-just-spotted-the-most-distant-star-yet-how-much-further-back-in-time-could-we-see/