Mindannyian feltettük már magunknak időnként a nagy kérdéseket: “Mekkora az univerzum?” vagy “Hogyan és mikor alakultak ki a galaxisok?”. A csillagászok nagyon komolyan veszik ezeket a kérdéseket, és fantasztikus, a technológia határait feszegető eszközöket használnak, hogy megpróbálják megválaszolni őket. Nobunari Kashikawa professzort a Tokiói Egyetem csillagászati tanszékéről a galaxisok iránti kíváncsiság hajtja. Különösen a legtávolabbi, általunk megfigyelhető galaxist kereste, hogy kiderítse, hogyan és mikor jött létre.
“A korábbi tanulmányok alapján úgy tűnik, hogy a GN-z11 galaxis a tőlünk legtávolabbi észlelhető galaxis, 13,4 milliárd fényévre, azaz 134 nemmilliárd kilométerre (ez 134, amit 30 nulla követ)” – mondta Kashikawa. “De egy ilyen távolság mérése és igazolása nem könnyű feladat.”
Kashikawa és csapata megmérte a GN-z11 úgynevezett vöröseltolódását; ez arra utal, ahogyan a fény megnyúlik, vörösebbé válik, minél messzebbre jut. Bizonyos kémiai jelek, az úgynevezett emissziós vonalak határozott mintázatot rajzolnak ki a távoli objektumok fényében. Azáltal, hogy megmérik, mennyire nyúlnak el ezek az árulkodó jelek, a csillagászok következtetni tudnak arra, hogy a fény milyen messzire utazhatott, így elárulva a célgalaxistól való távolságot.
“Kifejezetten az ultraibolya fényt vizsgáltuk, mivel az elektromágneses spektrumnak ez az a területe, ahol a vöröseltolódott kémiai jeleket vártuk” – mondta Kashikawa. “A Hubble űrteleszkóp többször is észlelte a jelet a GN-z11 spektrumában. Azonban még a Hubble sem képes olyan mértékben felbontani az ultraibolya emissziós vonalakat, amennyire szükségünk lett volna. Ezért egy modernebb földi spektrográfhoz, az emissziós vonalak mérésére szolgáló MOSFIRE nevű műszerhez fordultunk, amelyet a hawaii Keck I teleszkópra szereltek.”
A MOSFIRE részletesen rögzítette a GN-z11 emissziós vonalait, ami lehetővé tette a csapat számára, hogy sokkal jobb becslést adjon a távolságáról, mint azt a korábbi adatok alapján lehetett volna. Amikor ilyen léptékű távolságokkal dolgozunk, nem célszerű az általunk ismert kilométeres vagy akár annak többszörösét használnunk; ehelyett a csillagászok a vöröseltolódás számaként ismert értéket használják, amelyet z-vel jelölnek. Kashikawa és csapata 100-szorosára javította a galaxis z-értékének pontosságát. Ha ezt a későbbi megfigyelések is megerősítik, akkor a csillagászok magabiztosan állíthatják, hogy a GN-z11 a világegyetemben valaha észlelt legtávolabbi galaxis.