A galáxia mais distante já descoberta pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA
A galáxia mais distante já descoberta no Universo conhecido, GN-z11, tem sua luz vindo até nós de 13,4 bilhões de anos atrás: quando o Universo tinha apenas 3% de sua idade atual: 407 milhões de anos. A distância desta galáxia até nós, levando em conta o Universo em expansão, é de incríveis 32,1 bilhões de anos-luz, e só é possível por causa de uma falta de poeira bloqueadora de luz ao longo da linha de visão desta galáxia. Uma combinação de observações do Hubble e do Spitzer foi usada para descobrir esta galáxia, cuja luz é tão severamente desviada para o vermelho que só aparece na porção infravermelha do espectro. (NASA, ESA E G. BACON (STSCI))
Sua galáxia recordista está a 32 bilhões de anos-luz de distância, em um universo com apenas 13,8 bilhões de anos.
Em 24 de abril de 2020, a humanidade celebra o 30º aniversário do Telescópio Espacial Hubble da NASA.
Esta foto mostra o telescópio espacial Hubble sendo implantado, em 25 de abril de 1990, um dia após seu lançamento. Foi tirada pela IMAX Cargo Bay Camera (ICBC) montada a bordo do ônibus espacial Discovery. Ele está em operação há 30 anos e não recebe manutenção desde 2009. Com um espelho de 2,4 metros de diâmetro, ele coleta tanta luz em 1 minuto quanto um telescópio de 160 mm (6,3″) precisaria de 3 horas e 45 minutos para reunir. (NASA/INSTITUIÇÃO SMITHSONIAN/LOCKHEED CORPORATION)
Nenhum observatório óptico olhou mais longe nas profundezas do Universo distante.
Várias campanhas de longa exposição, como o Hubble eXtreme Deep Field (XDF) mostrado aqui, revelaram milhares de galáxias em um volume do Universo que representa uma fração de um milionésimo do céu. Mas mesmo com todo o poder do Hubble e toda a ampliação das lentes gravitacionais, ainda existem galáxias além do que somos capazes de ver, bem como informações além daquelas que não conhecemos como coletar. (NASA, ESA, H. TEPLITZ E M. RAFELSKI (IPAC/CALTECH), A. KOEKEMOER (STSCI), R. WINDHORST (ARIZONA STATE UNIVERSITY) E Z. LEVAY (STSCI))
No entanto, mesmo Hubble deve contar com certos limites fundamentais.
O Telescópio Espacial Hubble, fotografado durante sua última e última missão de manutenção. Embora não tenha sido atendido em mais de uma década, o Hubble continua a ser o principal telescópio ultravioleta, óptico e infravermelho próximo da humanidade no espaço, e nos levou além dos limites de qualquer outro observatório espacial ou terrestre. (NASA)
O Hubble só pode observar luz ultravioleta, visível e infravermelha próxima; comprimentos de onda mais longos são indetectáveis.
A luz pode ser emitida em um determinado comprimento de onda, mas a expansão do Universo irá esticá-lo enquanto viaja. A luz emitida no ultravioleta será desviada totalmente para o infravermelho ao considerar uma galáxia cuja luz chega de 13,4 bilhões de anos atrás; a transição Lyman-alfa em 121,5 nanômetros torna-se radiação infravermelha nos limites instrumentais do Hubble: cerca de 2.000 nanômetros de comprimento de onda. (LARRY MCNISH DO RASC CALGARY CENTER)
Consequentemente, a expansão do Universo estica o comprimento de onda da luz, limitando fundamentalmente a visão do Hubble.
Menos galáxias são vistas nas proximidades e a grandes distâncias do que nas intermediárias, mas isso se deve a uma combinação de fusões e evolução de galáxias e também à incapacidade de ver as próprias galáxias ultradistantes e ultra fracas. Muitos efeitos diferentes estão em jogo quando se trata de entender como a luz do Universo distante é desviada para o vermelho, bem como os limites do que podemos ver atualmente. (NASA/ESA)
Mesmo com imagens de campo profundo , as observações do Hubble só podem ser tão fracas.
Mesmo a luz das galáxias menores, mais fracas e distantes já identificadas deve viajar através da poeira da Via Láctea. Sem saber quanto avermelhamento é devido à poeira, os dados fotométricos relativos às galáxias mais fracas podem ser mal calibrados, mas as investigações espectroscópicas oferecem uma assinatura inequívoca das distâncias a essas galáxias. (NASA, ESA, R. BOUWENS E G. ILLINGWORTH (UC, SANTA CRUZ))
Com um pouco de serendipidade, no entanto, a lente gravitacional – onde as massas de primeiro plano dobram e ampliam a luz de fundo – oferece aprimoramentos.
O aglomerado de galáxias MACS 0416 do Hubble Frontier Fields, com a massa mostrada em ciano e a ampliação da lente mostrada em magenta. Essa área de cor magenta é onde a ampliação da lente será maximizada, pois há uma área localizada a uma distância específica de qualquer distribuição de massa, incluindo galáxias e aglomerados de galáxias, onde os aprimoramentos de brilho serão maximizados. (STSCI/NASA/CATS TEAM/R. LIVERMORE (UT AUSTIN))
Além disso, além de um certo ponto inicial, o Universo está cheio de átomos neutros que bloqueiam a luz.
Diagrama esquemático da história do Universo, destacando a reionização. Antes da formação de estrelas ou galáxias, o Universo estava cheio de átomos neutros que bloqueiam a luz. A maior parte do Universo não se torna reionizada até 550 milhões de anos depois, com algumas regiões alcançando a reionização completa mais cedo e outras mais tarde. As primeiras grandes ondas de reionização começam a acontecer por volta dos 250 milhões de anos de idade, exigindo uma linha de visão fortuita para detectar qualquer coisa antes de uma idade de 550 milhões de anos. (S. G. DJORGOVSKI ET AL., CALTECH DIGITAL MEDIA CENTER)
Em 2016, o Hubble superou todos esses obstáculos para quebrar o recorde de distância cósmica .
Uma seção do campo GOODS-N, que contém a galáxia GN-z11, a galáxia mais distante já observada. Com um desvio para o vermelho de 11,1, uma distância de 32,1 bilhões de anos-luz e uma idade inferida do Universo de 407 milhões de anos-luz no momento em que essa luz foi emitida, este é o mais distante que já vimos um objeto luminoso em o universo. (NASA, ESA, G. BACON (STSCI), A. FEILD (STSCI), P. OESCH (YALE UNIVERSITY))
A galáxia sem precedentes, GN-z11, é visível a partir de 13,4 bilhões de anos atrás : quando o Universo tinha 3% de sua idade atual.
Considerando o Universo em expansão, está atualmente a 32 bilhões de anos-luz de distância.
A galáxia GN-z11 está tão distante no Universo em expansão que a luz de comprimento de onda mais curto que podemos ver hoje, correspondendo à luz emitida na parte ultravioleta do espectro, está agora em ~ 1.600 nanômetros: mais que o dobro o comprimento de onda máximo da luz visível capaz de ser detectado pelo olho humano. (P.A. OESCH ET AL. (2016), APJ 819, 2, 129)
A luz do GN-z11 só era perceptível nas bandas infravermelhas de comprimento de onda mais longo do Hubble.
O campo Grandes Observatórios Origins Deep Studies North (GOODS-N), recortado para mostrar a galáxia mais distante do Universo, em vermelho. Uma combinação de dados do Hubble e do Spitzer foi usada para descobrir esta galáxia, cuja distância foi confirmada espectroscopicamente. (NASA, ESA, G. ILLINGWORTH (UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, SANTA CRUZ), P. OESCH (UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, SANTA CRUZ; UNIVERSIDADE DE YALE), R. BOUWENS E I. LABBÉ (UNIVERSIDADE DE LEIDEN), E A EQUIPE DE CIÊNCIAS)
Foi gravitacionalmente lente, proporcionando um aprimoramento crítico de brilho.
Somente porque esta galáxia distante, GN-z11, está localizada em uma região onde o meio intergaláctico é principalmente reionizado, o Hubble pode nos revelar no momento. Para ver mais longe, precisamos de um observatório melhor, otimizado para esses tipos de detecção, do que o Hubble. (NASA, ESA, E A. FEILD (STSCI))
E estava favoravelmente localizado ao longo de uma linha de visão improvável, principalmente reionizada.
Com capacidades superiores em toda a linha, O próximo Telescópio Espacial James Webb da NASA um dia superará esse recorde .
O Telescópio Espacial James Webb vs. Hubble em tamanho (principal) e vs. uma série de outros telescópios (inserção) em termos de comprimento de onda e sensibilidade. Deve ser capaz de ver as verdadeiras primeiras galáxias, as estrelas mais antigas e primitivas, os menores planetas fotografados diretamente e muito mais. Seu poder é verdadeiramente sem precedentes, pois é mais do que uma ordem de magnitude melhor que o Spitzer em todos os comprimentos de onda relevantes. (EQUIPE DE CIÊNCIAS DA NASA / JWST)
Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium com um atraso de 7 dias. Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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