فرادید؛ از گذشته‌های دور، فیلسوفان و عالمان درباره مبدا زمان اندیشیده و حتی تلاش کرده اند که تعیین کنند چه زمانی همه چیز آغاز شده است. اما تنها در عصر ستاره شناسی مدرن است که ما با میزان خوبی از اطمینان به پاسخ این پرسش نزدیک شده ایم. بر طبق مدل‌های کیهان شناسی که بیشتر پذیرفته شده اند، عالم تقریبا 13.8 میلیارد سال پیش، با یک انفجار آغاز شد.
به گزارش فرادید؛ ستاره شناسان هنوز درباره این که عالم اولیه چه شکلی بوده است، مطمئن نیستند، چرا که این دوره‌ی زمانی با "عصر تاریکی" کیهان مصادف شده است؛ بنابراین ستاره شناسان همواره در تلاش اند محدودیت‌های ابزار‌های خود را پشت سر بگذارند تا بفهمند کهکشان‌های اولیه چه زمانی شکل گرفته اند. حالا به لطف تحقیقی جدید توسط یک تیم بین المللی از ستاره شناسان، قدیمی‌ترین و دورترین کهشکان در عالم که تاکنون مشاهده شده، شناسایی شده است.
به بیان ساده، عصر تاریکی حدود 370 هزار سال پس از انفجار بزرگ آغاز شد و تا یک میلیارد سال ادامه یافت. در این زمان، تنها منابع نوری، یا فوتون‌هایی هستند که پیشتر آزاد شده بودند - این فوتون‌ها امروزه نیز کماکان با عنوان تابش زمینه کیهانی قابل تشخیص اند. یا آن‌هایی که توسط اتم‌های هیدروژن خنثی آزاد شده اند. نور این فوتون‌ها به دلیل انبساط عالم به اندازهای تغییر کرده که امروزه برای ما نامرئی اند. این اثر با عنوان "انتقال به سرخ" شناخته می‌شود. یعنی جایی که طول موج نور در مسیر رسیدنش به ما از میان عالم در حال انبساط، بلندتر شده یا به سمت قرمز انتقال می‌یابد. برای اجرامی که در حال نزدیک شدن به ما هستند عکس این اثر رخ میدهد و طول موج کوتاه‌تر شده و به آبی انتقال می‌یابد (انتقال به آبی).
انتقال به سرخ، سرخ‌کیب یا سرخگَرایی (Redshift)، پدیده‌ای است که در آن نور گسیل شده از یک جرم (امواج مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس، پرتو گاما و...) به سمت طول موج قرمز در انتهای طیف می‌رود.
یعنی نوری که توسط طیف‌سنج ثبت می‌شود طول موجی بلندتر و بسامدی کمتر از نور گسیل‌شده از منبع دارد. به طور مثال این پدیده هنگامی رخ میدهد که منبع تولید نور در حال دور شدن از بیننده باشد. مانند اثر دوپلر که در بسامد امواج صوتی تغییر ایجاد می‌کند.
نزدیک به یک قرن است که ستاره شناسان از این روش برای تعیین فاصله کهکشان‌ها و سرعت انبساط عالم استفاده می‌کنند. در این مورد، محققان با استفاده از تلسکوپ یک 1، میزان انتقال به سرخ کهکشان را برای تعیین فاصله آن، اندازه گرفتند. نتایجی که GN- z11 به دست آمد، نشان داد این کهکشان دورترین قدیمی ترین). کهکشان مشاهده شده است به طور خاص، محققان خطوط انتشار کربن از GN - z11 را بررسی کردند؛ امواجی که هنگام خروج از کهکشان در محدوده فرابنفش بوده و هنگام رسیدن به زمین، به فروسرخ (با طول موج 0.2 میکرومتر) تغییر یافته اند.
این سطح از انتقال به سرخ نشان میدهد این کهکشان همانگونه که 13.4 میلیارد سال پیش وجود داشته، مشاهده شده است. یعنی تنها 400 میلیون سال پس از بیگ بنگ در این فاصله، GN - z11 به اندازهای دور است که خود، مرز عالم قابل مشاهده را، تعریف می‌کند. در حالی که این کهکشان پیش از این توسط تلسکوپ فضایی هابل مشاهده شده بود، اما برای اندازه گیری دقیق به قدرت تحلیل و قابلیت‌های طیف سنجی رصدخانه کک نیاز بود. اگر مشاهدات بعدی بتوانند نتایج این مطالعه را تایید کنند، ستاره شناسان می‌توانند با اطمینان بگویند GN - z11 دورترین کهکشان مشاهده شده است.
با مطالعه اجرامی مانند این کهکشان، ستاره شناسان امیدوارند بتوانند از رمز و راز عصر تاریک کیهان گره بگشایند؛ آن زمان که عالم تنها چند صد میلیون سال عمر داشت. در این مسیر تسلکوپ‌های نسل بعد مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب، به کمک ستاره شناسان خواهند آمد.
از GN-z11 بیشتر بدانیم
کهکشان GN-z11 یک کهکشان باانتقال به سرخ بالاست که در صورت فلکی خرس بزرگ پیدا شده، و تا امروز قدیمی‌ترین و دوردست‌ترین کهکشان شناخته شده در جهان قابل مشاهده است. GN-z11 دارای طیف‌بینی انتقال به سرخ بالای Z = 11٫1 است. این رقم که نشان‌گر فاصله‌ای‌است که نور طی کرده تا به زمین و تلسکوپ فضایی هابل برسد فاصله‌ای حدود 32 بیلیون (32هزار میلیون) سال نوری از زمین است.
GN-z11 به‌گونه‌ای که ما امروز آن را می‌بینیم نمای این کهکشان در 13٫4 بیلیون (13٫4 هزار میلیون) سال پیش ابن کهکشان است که وجود داشته، تنها 400 میلیون سال پس از انفجار بزرگ مه‌بانگ. دوری این کهکشان در میان سطح گسترده‌ای از صاحب‌نظران (به اشتباه) 13٫4 بیلیون (13٫4 هزار میلیون) سال نوری برآورد شده بود. رقم انتقال به سرخ بالای Z = 11٫1 هم این کهکشان را در صدر فهرست فاصلهٔ کهکشان‌ها قرار میدهد.
این کهکشان توسط یک گروه بررسی متشکل از تیم بررسی داده‌های کیهانی تلسکوپ فضایی هابل: مجمع بررسی میراث فراکهکشانی مادون قرمز عمیق تلسکوپ فضایی هابل (CANDELS شمع) و تلسکوپ فضایی اسپیتزر رصدخانه بزرگ ریشهٔ عمیق بررسی-شمالی (GOODS-شمال) شناسایی شد.
منبع: universetoday
