Tin tức Khoa học Skynet

Dấu hiệu hóa học cho biết khoảng cách đến thiên hà xa nhất

Ngày:
Th12 16, 2020
Tóm tắt:

Một nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng kính viễn vọng Keck I để đo khoảng cách tới một thiên hà cổ đại. Họ suy ra thiên hà mục tiêu GN-z11 không chỉ là thiên hà lâu đời nhất mà còn xa nhất. Nó quá xa, nó xác định ranh giới của chính vũ trụ có thể quan sát được. Nhóm nghiên cứu hy vọng nghiên cứu này có thể làm sáng tỏ một giai đoạn lịch sử vũ trụ khi vũ trụ mới chỉ vài trăm triệu năm tuổi.

Chia sẻ:
BÀI VIẾT ĐẦY ĐỦ

Một nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng kính viễn vọng Keck I để đo khoảng cách tới một thiên hà cổ đại. Họ suy ra thiên hà mục tiêu GN-z11 không chỉ là thiên hà lâu đời nhất mà còn xa nhất. Nó quá xa, nó xác định ranh giới của chính vũ trụ có thể quan sát được. Nhóm nghiên cứu hy vọng nghiên cứu này có thể làm sáng tỏ một giai đoạn lịch sử vũ trụ khi vũ trụ mới chỉ vài trăm triệu năm tuổi.

Galaxy GN-z11. (Phía trên) Mũi tên chỉ thiên hà xa nhất trong vũ trụ. (Thấp hơn) Đường phát xạ carbon quan sát được trong tia hồng ngoại. Khi nó rời khỏi thiên hà, tín hiệu là ánh sáng cực tím trong vùng 0,2 micromet, nhưng nó đã bị dịch chuyển đỏ và kéo dài hơn 10 lần đến khoảng 2,28 micromet. © Kashikawa và cộng sự.
Galaxy GN-z11. (Phía trên) Mũi tên chỉ thiên hà xa nhất trong vũ trụ. (Thấp hơn) Đường phát xạ carbon quan sát được trong tia hồng ngoại. Khi nó rời khỏi thiên hà, tín hiệu là ánh sáng cực tím trong vùng 0,2 micromet, nhưng nó đã bị dịch chuyển đỏ và kéo dài hơn 10 lần đến khoảng 2,28 micromet. © Kashikawa và cộng sự.

Tất cả chúng ta đã có lúc tự hỏi mình những câu hỏi lớn: “Vũ trụ lớn đến mức nào?” hoặc “Các thiên hà hình thành như thế nào và khi nào?” Các nhà thiên văn học rất coi trọng những câu hỏi này và sử dụng các công cụ tuyệt vời giúp thúc đẩy ranh giới của công nghệ để thử và trả lời chúng. Giáo sư Nobunari Kashikawa từ Khoa Thiên văn của Đại học Tokyo bị thúc đẩy bởi sự tò mò của ông về các thiên hà. Đặc biệt, anh ấy đã tìm kiếm nơi xa nhất mà chúng ta có thể quan sát để tìm hiểu cách thức và thời điểm xảy ra.

Kashikawa cho biết: “Từ các nghiên cứu trước đây, thiên hà GN-z11 dường như là thiên hà xa chúng ta nhất có thể phát hiện được, với 13,4 tỷ năm ánh sáng, hay 134 tỷ km (đó là 134 theo sau là 30 số không)”. “Nhưng đo lường và xác minh một khoảng cách như vậy không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.”

Kashikawa và nhóm của ông đã đo cái được gọi là dịch chuyển đỏ của GN-z11; điều này đề cập đến cách ánh sáng trải ra, trở nên đỏ hơn, nó truyền đi càng xa. Một số dấu hiệu hóa học nhất định, được gọi là vạch phát xạ, in các mô hình khác biệt trong ánh sáng từ các vật thể ở xa. Bằng cách đo lường mức độ kéo dài của các chữ ký kể chuyện này, các nhà thiên văn học có thể suy ra được khoảng cách ánh sáng phải truyền đi, do đó đưa ra khoảng cách từ thiên hà mục tiêu.

Do sự giãn nở của vũ trụ, mặc dù thiên hà GN-z11 đã 13,4 tỷ năm tuổi, nhưng ánh sáng từ nó đã đi qua 32 tỷ năm ánh sáng để đến được với chúng ta. Hình ảnh: Pixabay CC-0
Do sự giãn nở của vũ trụ, mặc dù thiên hà GN-z11 đã 13,4 tỷ năm tuổi, nhưng ánh sáng từ nó đã đi qua 32 tỷ năm ánh sáng để đến được với chúng ta.
Hình ảnh: Pixabay CC-0

Kashikawa cho biết: “Chúng tôi đã xem xét cụ thể ánh sáng cực tím, vì đó là vùng phổ điện từ mà chúng tôi mong đợi để tìm ra các dấu hiệu hóa học dịch chuyển đỏ”. “Kính viễn vọng không gian Hubble đã phát hiện chữ ký nhiều lần trong quang phổ của GN-z11. Tuy nhiên, ngay cả Hubble cũng không thể phân giải các vạch phát xạ tử ngoại ở mức độ chúng tôi cần. Vì vậy, chúng tôi đã chuyển sang một máy quang phổ trên mặt đất cập nhật hơn, một công cụ để đo các vạch phát xạ, được gọi là MOSFIRE, được gắn vào kính viễn vọng Keck I ở Hawaii. “

MOSFIRE đã ghi lại chi tiết các đường phát xạ từ GN-z11, điều này cho phép nhóm thực hiện ước tính tốt hơn về khoảng cách của nó so với dữ liệu trước đó có thể. Khi làm việc với khoảng cách ở các thang đo này, không hợp lý khi sử dụng các đơn vị km quen thuộc của chúng ta hoặc thậm chí là bội số của chúng; thay vào đó, các nhà thiên văn học sử dụng một giá trị được gọi là số dịch chuyển đỏ được ký hiệu là z. Kashikawa và nhóm của ông đã cải thiện độ chính xác của giá trị z của thiên hà lên hệ số 100. Nếu những quan sát tiếp theo có thể xác nhận điều này, thì các nhà thiên văn có thể tự tin nói GN-z11 là thiên hà xa nhất từng được phát hiện trong vũ trụ.


Nguồn truyện:

Tài liệu do Đại học Tokyo cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. Linhua Jiang, Nobunari Kashikawa, Shu Wang, Gregory Walth, Luis C. Ho, Zheng Cai, Eiichi Egami, Xiaohui Fan, Kei Ito, Yongming Liang, Daniel Schaerer, Daniel P. Stark. Bằng chứng cho GN-z11 là một thiên hà phát sáng ở độ lệch đỏ 10,957 . Thiên văn học Tự nhiên , 2020; DOI: 10.1038 / s41550-020-01275-y

Bài viết liên quan

Bài viết mới