ფილოსოფოსები და მეცნიერები დროის დასაწყისის გაგებას უხსოვარი ხანიდან ცდილობენ. ამ კითხვაზე მეტნაკლებად ზუსტი პასუხის გაცემა მხოლოდ თანამედროვე ასტრონომიამ გახადა შესაძლებელი.
ყველაზე ფართოდ აღიარებული კოსმოლოგიური მოდელების მიხედვით, სამყარო დიდი აფეთქების შედეგად გაჩნდა, დაახლოებით 13,8 მილიარდი წლის წინ.
მიუხედავად ამისა, ასტრონომებმა ჯერ ზუსტად არ იციან, როგორ გამოიყურებოდა ადრეული სამყარო, რადგან ამ პერიოდს კოსმოსის „ბნელ ხანას“ უწოდებენ. გამომდინარე აქედან, მეცნიერები მათ ხელთ არსებული ისნტრუმენტებით დაჟინებით ცდილობენ გაიგონ, როდის წარმოიქმნა ყველაზე ადრეული გალაქტიკები.
ახალი კვლევის ფარგლებში, ასტრონომთა საერთაშორისო ჯგუფმა სამყაროს უძველესი და ყველაზე შორეული გალაქტიკა (GN-z11) გამოავლინა.
ჟურნალ Nature Astronomy-ში გამოქვეყნებულ კვლევას კავილის ასტრონომიის ინსტიტუტის მკვლევარი ლინჰუა იანგი და ტოკიოს უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი, პროფესორი ნობუნარი კაშიკავა ხელმძღვანელობდნენ.
კოსმოსური ბნელი ხანა დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით 370 000 წლის შემდეგ დაიწყო და მომდევნო ერთი მილიარდი წლის განმავლობაში გაგრძელდა.
იმ დროისათვის, სინათლის ერთადერთი წყარო იყო მანამდე გამოყოფილი ფოტონები, რომლებიც დღესაც დაფიქსირებადია კოსმოსურ მიკროტალღურ ფონში (CMB) და ნეიტრალური წყალბადის ატომთა მიერ შემდეგ გამოყოფილი ფოტონები. სამყაროს გაფართოების გამო, ამ ფოტონების სინათლე იმდენად არის გადაადგილებული, რომ დღეს ჩვენთვის უხილავია.
ამ ეფექტს „წითელ წანაცვლებას“ უწოდებენ — სინათლის ტალღის სიგრძე მუდმივად გაფართოებად კოსმოსში გავლისას, ჩვენამდე მოღწევისას, წაგრძელებულია (ან „წანაცვლებული“ სპექტრის წითელი დაბოლოებისკენ).
ჩვენს გალაქტიკასთან ახლოს მოძრავი ობიექტების შემთხვევაში, ეს ეფექტი შებრუნებულია, ტალღის სიგრძე მოკლდება და სპექტრის ცისფერი დაბოლოებისკენ არის წანაცვლებული (ცისფერი წანაცვლება).
უკვე საუკუნეა, ამ ეფექტებს ასტრონომები გალაქტიკებამდე მანძილის განსაზღვრისა და სამყაროს გაფართოების მაჩვენებლის გამოსათვლელად იყენებენ. ამ შემთხვევაში, მკვლევართა ჯგუფმა ჰავაიზე განთავსებული ტელესკოპი კეკ I გამოიყენა, რათა გალაქტიკა GN-z11-ის წითელი წანაცვლება გაეზომა და შესაბამისად, მანძილიც დაედგინა.
მათ მიერ მიღებული შედეგი მიუთითებს, რომ ის ყველაზე შორი (და უძველესი) გალაქტიკა ამ დრომდე აღმოჩენილთა შორის. პროფესორი კაშიკავა ტოკიოს უნივერსიტეტის რელიზში განმარტავს:
„წინა კვლევები მიუთითებდა, რომ გალაქტიკა GN-z11 ჩვენგან ყველაზე შორს მდებარე დაფიქსირებადი გალაქტიკაა, 13,4 მილიარდი სინათლის წლის, ანუ 134 ნანოლიონის (134 ოცდაათი ნულით) მანძილზე. თუმცა, ამ მანძილის გაზომვა და დადასტურება ადვილი საქმე როდია“.
უფრო კონკრეტულად კი, ჯგუფმა შეისწავლა GN-z11-ისგან მომდინარე ნახშირბადის გამოყოფის ხაზები, რომლებიც ულტრაიისფერ დიაპაზონში იყო მაშინ, როდესაც გალაქტიკა დატოვეს და დედამიწამდე მოღწევისას ათჯერ იყო წანაცვლებული ინფრაწითელში.
წითელი წანაცვლების ეს დონე მიუთითებს, რომ ეს გალაქტიკა დაახლოებით 13,4 მილიარდი წლის წინ უკვე არსებობდა, ანუ დიდი აფეთქებიდან 400 მილიონი წლის შემდეგ.
ასეთი მანძილი იმდენად შორია, რომ GN-z11 თავად განსაზღვრავს დაკვირვებადი სამყაროს საზღვარს. მიუხედავად იმისა, რომ ამ გალაქტიკას წარსულშიც დააკვირდნენ (ჰაბლით), ზუსტი გაზომვები მხოლოდ კეკის ობსერვატორიის რეზოლუციის ხარისხითა და სპექტროსკოპიული შესაძლებლობებით მოხერხდა.
ეს კი ინფრაწითელი კვლევის მრავალობიექტიანი სპექტროგრაფით (MOSFIRE) მოხერხდა, რომელმაც GN-z11-ის გამოსხივების ხაზები დეტალებში დაიჭირა.
ამის წყალობით კი, მკვლევართა ჯგუფმა ამ გალაქტიკამდე მანძილი ასჯერ უფრო ზუსტად გაზომა, ვიდრე წინა მცდელობებისას.
„ჰაბლის კოსმოსურმა ტელესკოპმა GN-z11-ის სპექტრში ხელწერა მრავალჯერ დააფიქსირა, თუმცა, ჰაბლმაც კი ვერ შეძლო ულტრაიისფერი ხაზების იმ ხარისხით მოწოდება, რაც ჩვენ გვჭირდებოდა. ამიტომაც, მივმართეთ უფრო თანამედროვე მიწისპირა სპექტროგრაფს, ჰავაიზე განთავსებულ MOSFIRE-ს, რათა გამოსხივების ხაზები უფრო დეტალურად გაგვეზომა“, — ამბობს კაშიკავა.
თუ შემდეგმა დაკვირვებებმა ამ კვლევის შედეგების დადასტურება შეძლო, ასტრონომები უკვე გადაჭრით შეძლებენ იმის თქმას, რომ GN-z11 ყველაზე შორეული გალაქტიკა ამ დრომდე დაფიქსირებულთა შორის. ასტრონომები იმედოვნებენ, რომ ასეთ ობიექტთა შესწავლით ნათელს მოჰფენენ კოსმოსის შორეულ ისტორიას, იმ პერიოდის, როდესაც სამყარო ჯერ სულ რამდენიმე მილიონი წლის იყო.
ეს პერიოდი ემთხვევა სამყაროს „ბნელი ხანიდან“ გამოსვლის დასაწყისს, როდესაც პირველი ვარსკვლავები და გალაქტიკები წარმოიქმნა და ადრეული სამყარო ხილული სინათლით აივსო.
ასტრონომებს იმედი აქვთ, რომ ამ კვლევის წყალობით უფრო მეტს შეიტყობენ იმის შესახებ, როგორ წარმოიქმნა თანდათან სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურები. ამ საქმეში ჩაერთვება შემდეგი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი ჯეიმს ვებიც, რომელიც 2021 წლის 31 ოქტომბერს გაეშვება.
ეს ტელესკოპი ასტრონომებს თავად „ბნელი ხანის“ შესწავლის საშუალებასაც მისცემს. სამყაროს დასაწყისის შესწავლა, პირველი ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების წარმოქმნაზე დაკვირვება მართლაც რომ ახალ ეტაპს დაუდებს სათავეს ასტრონომიაში.
კვლევა ჟურნალ Nature Astronomy-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია Universe Today-ს მიხედვით.
