Hogyan mérjük a távolságot?
A távoli galaxisok megtalálása igazi kihívás, ugyanis minden apró objektum egyre halványabb lesz, ahogy távolodik tőlünk. A kutatók nem tudnak csak úgy „odarepülni” egy űrhajóval, hogy lemérjék a távot. Ehelyett a vöröseltolódásból indulnak ki: ahogy az univerzum tágul, a fény hullámhossza megnyúlik, így a legtávolabbi galaxisok fényét erős vöröseltolódás jellemzi. Egy „1-es vöröseltolódású” objektum fénye kétszeres hullámhosszúságú, egy „2-esé” pedig háromszoros. Minél nagyobb a vöröseltolódás, annál messzebb járunk az időben – és a térben is.
Mindebből fakadóan a távolság méréséhez pontosan ismerni kell az univerzum összetevőit: milyen arányban van benne a szokásos anyag, a sötét anyag és a rejtélyes sötét energia. Szerencsére ezek az adatok ma már elég megbízhatóak, így egy-egy galaxis vöröseltolódása alapján nagy pontossággal megállapítható, milyen messze van tőlünk.
Most akkor mi értelme van a rekordoknak?
Az újabb rekorderek gyakran csak millió fényévnyi előnnyel bírnak az előzőekhez képest, miközben mindkét galaxis akár 13 milliárd fényévnyi távolságból látszik. Sokáig ezek a kis lépések nem jártak forradalmi felfedezésekkel. Ám néhányszor, például a 90-es évek Hubble-űrtávcső projektje során, éppen ezek a kis rekordok jelezték a megfigyelések evolúcióját: új módszerek, fejlettebb műszerek jelentek meg.
A következő nagy ugrást a James Webb-űrtávcső (JWST; James Webb Space Telescope) indítása hozta 2021-ben. Ez az infravörös távcső 6,5 méteres tükörrel rendelkezik, így bőven lekörözi a Hubble-t a fénygyűjtésben. A JWST-nek köszönhetően gyorsan jöttek az új szenzációk: galaxisokat találtak 10-es, 11-es, sőt 14-es vöröseltolódásnál is. Ez mutatja: amikor átlépjük a technikai korlátokat, új korszak kezdődik a csillagászatban.
Mit tudunk meg a legtávolabbi galaxisoktól?
A hatalmas távolság azt is jelenti, hogy az így észlelt galaxisokat a múltban, szó szerint a teremtéstörténet hajnalán látjuk. A legtávolabbi galaxisok fényének eljutása hozzánk több milliárd évet vesz igénybe: minden újabb rekorddal egyre közelebb kerülünk a kezdetekhez.
Az univerzum fiatal korában először átlátszatlan volt, de később a frissen születő csillagok és szupermasszív fekete lyukak révén kezdett áttetszővé válni. Amikor olyan galaxisokra bukkanunk, amelyek ebből az időszakból származnak, rengeteget megtudhatunk arról, hogy milyen volt az univerzum néhány százmillió évvel az ősrobbanás után.
A galaxisok vizsgálata abban is segít, hogy megértsük, miért sugároznak ilyen erősen fiatalkorukban, illetve hogyan képesek ekkora tömegű fekete lyukakat „etetni” annyi anyaggal. A még távolabbi, fiatalabb galaxisok felfedezése kulcsfontosságú az ilyen rejtélyek megoldásában.
Létezik egy „legvégső” rekord?
És mi van, ha egyszer majd nem találunk több galaxist? Ekkor elérjük a kozmikus sötét kort, amikor az univerzumban még nem jött létre egyetlen galaxis sem – csak gáz- és porfelhők keringtek, amelyekből később csillagok, majd bolygók születtek. Az úgynevezett kozmikus háttérsugárzás (CMB) már most erről a korszakról tanúskodik, hiszen ez az ősrobbanás tüze után kisugárzott fény, nagyjából ezres vöröseltolódásnál.
Az igazi áttörés az lesz, amikor a felderítetlen űridőszak és az első galaxisok közötti „köztes” korszakot is jobban megérthetjük. Minden új rekord közelebb visz ahhoz, hogy megfejtsük, miként született a világegyetem.
Miért izgalmas mindez?
Ennek alapján megállapítható, hogy minden új mérföldkő, amit meghódítanak a csillagászok, egyben új tudományos területet is nyit számunkra. Mindegy, milyen aprónak tűnik a távolsági rekord, mindegyik közelebb visz a kozmosz eredetének és szerkezetének megértéséhez. Feltételezhető, hogy a jövőben egyre távolabbi galaxisokat találunk, amelyek újabb kalandokra hívnak a világegyetem határain.
