Wszyscy zadawaliśmy sobie czasem wielkie pytania: „Jak duży jest wszechświat?” lub „Jak i kiedy powstały galaktyki?”. Astronomowie traktują te pytania bardzo poważnie i używają fantastycznych narzędzi, które przekraczają granice technologii, aby spróbować na nie odpowiedzieć. Profesor Nobunari Kashikawa z Wydziału Astronomii na Uniwersytecie w Tokio jest napędzany przez swoją ciekawość dotyczącą galaktyk. W szczególności poszukiwał najbardziej odległej galaktyki, jaką możemy zaobserwować, aby dowiedzieć się, jak i kiedy powstała.
„Z poprzednich badań wynika, że galaktyka GN-z11 wydaje się być najdalszą wykrywalną galaktyką od nas, oddaloną o 13,4 miliarda lat świetlnych, czyli 134 noniliony kilometrów (to 134, po których następuje 30 zer)” – powiedział Kashikawa. „Ale pomiar i weryfikacja takiej odległości nie jest łatwym zadaniem.”
Kashikawa i jego zespół zmierzyli to, co znane jest jako przesunięcie ku czerwieni GN-z11; odnosi się to do sposobu, w jaki światło rozciąga się, staje się bardziej czerwone, im dalej podróżuje. Pewne sygnatury chemiczne, zwane liniami emisyjnymi, odciskają wyraźne wzory w świetle odległych obiektów. Mierząc jak bardzo rozciągnięte są te charakterystyczne sygnatury, astronomowie mogą wywnioskować jak daleko światło musiało przebyć, zdradzając tym samym odległość od galaktyki docelowej.
„Przyglądaliśmy się szczególnie światłu ultrafioletowemu, ponieważ jest to obszar widma elektromagnetycznego, w którym spodziewaliśmy się znaleźć przesunięte ku czerwieni sygnatury chemiczne,” powiedział Kashikawa. „Kosmiczny Teleskop Hubble’a wykrył tę sygnaturę wiele razy w widmie GN-z11. Jednak nawet teleskop Hubble’a nie jest w stanie rozróżnić ultrafioletowych linii emisyjnych w takim stopniu, jakiego potrzebowaliśmy. Zwróciliśmy się więc do bardziej nowoczesnego spektrografu naziemnego, instrumentu do pomiaru linii emisyjnych, zwanego MOSFIRE, który jest zamontowany w teleskopie Keck I na Hawajach.”
MOSFIRE uchwycił linie emisyjne z GN-z11 w szczegółach, co pozwoliło zespołowi na znacznie lepsze oszacowanie jej odległości niż było to możliwe na podstawie wcześniejszych danych. Kiedy pracuje się z odległościami w takich skalach, nie jest rozsądne używanie dobrze nam znanych jednostek kilometrowych lub nawet ich wielokrotności; zamiast tego astronomowie używają wartości znanej jako liczba przesunięcia ku czerwieni oznaczana przez z. Kashikawa i jego zespół poprawili dokładność wartości z dla galaktyki o współczynnik 100. Jeśli kolejne obserwacje to potwierdzą, astronomowie będą mogli śmiało powiedzieć, że GN-z11 jest najdalszą galaktyką, jaką kiedykolwiek wykryto we Wszechświecie.