Când s-a format cea mai veche galaxie a Universului

Astrofizicianul Adi Zitrin a coordonat echipa de oameni de știință care a confirmat distanța până la galaxia EGSY-2008532660, denumirea de catalog, mult prea puțin ceremonioasă pentru cea mai veche galaxie cunoscută.

Determinarea vârstei acestei galaxii a fost realizată prin analiza luminii provenite de la ea. Printre altele, astronomii analizează lumina emisă de diferitele structuri galactice pentru a le determina caracteristici precum masa, compoziția chimică, rata de formare a noilor stele sau distanța. Stelele tinere din primele galaxii din Univers emit foarte multă lumină în spectrul ultraviolet. Această lumină călătorește în toate direcțiile. Majoritatea telescoapelor nu reușesc însă să capteze foarte bine lumina în spectrul ultraviolet. Din fericire însă, Universul se extinde accelerat iar toate obiectele cosmice se îndepărtează față de noi. Cu cât aceste obiecte se află mai departe de observator, cu atât ele se îndepărteze mai rapid, un fenomen cunoscut drept Legea Hubble (viteza cu care un obiect cosmic se îndepărtează de Pământ este proporțională cu distanța dintre el și Pământ).

Energia provenită de la astfel de obiecte care se îndepărtează față de observator se modifică la rândul ei. Sirena ambulanțelor, spre exemplu, își schimbă tonalitatea atunci când ambulanța se apropie sau se îndepărtează față de noi — acest fenomen este cunoscut drept efectul Doppler (variația frecvenței unei unde emise de o sursă de oscilații, dacă aceasta se află în mișcare față de receptor).

Astfel, lumina provenită de la galaxiile care se îndepărtează de noi este deviată spre roșu. Instrumente precum Telescopul Spațial Hubble sau Observatorul Keck din Hawaii sunt foarte sensibile la roșu. Dacă putem identifica lumina ultravioletă emisă de stelele care formează o galaxie foarte îndepărtată, putem determina cât de mult s-a deplasat spre roșu. Aceasta este o măsurătoare directă a vitezei cu care respectiva galaxie se îndepărtează față de noi și astfel poate fi calculată distanța la care se află.

Echipa coordonată de Zitrin a folosit Telescopul Keck din Hawaii pentru a studia lumina specifică provenită de la galaxia EGSY-2008532660, ceea ce a permis plasarea în timp a acestei galaxii la aproximativ 570 de milioane de ani după Big Bang, adică acum 13,25 miliarde de ani.

În afara deplasării spre roșu, descoperirea unor galaxii atât de îndepărtate și cu o strălucire atât de mică necesită și apelarea la efectul de lentilă gravitațională. Descoperit de academicianul rus Orest Khvolson în 1924 și o consecință logică a Teoriei Generale a Relativității a lui Einstein, efectul de lentilă gravitațională este un fenomen natural de curbare a traiectoriei luminii ce este produs de orice obiect cu o masă suficientă (cum ar fi un roi galactic), interpus între sursa de lumină și observator. Prin acest efect, lumina foarte slabă provenită de la o galaxie foarte îndepărtată este amplificată, putând fi detectată cu ajutorul telescoapelor.