Să spui povestea celei mai îndepărtate galaxii descoperite nu este simplu. Este plină de mistere nerezolvate, incertitudini de măsurare și observații la limita (in)vizibilului.

Dar rezultatul merită toată oboseala: testarea și confirmarea celei mai importante teorii științifice, o dovadă că uneori pe oameni îi interesează și altceva în afară de costul pâinii.

Știrea este simplă: folosindu-se două dintre cele mai bune telescoape la ora actuală, s-a descoperit cel mai îndepărtat obiect până la care s-a putut estima cu erori mici distanța. Se numește MACS1149-JD și sunt sigur că mulți copii născuți după 19 septembrie 2012 vor purta numele său.

Vizual mini-galaxia primordială nu este cine știe ce: o pată minusculă roșie care nu îți atrage atenția în nici un fel, mult mai frumoase fiind  galaxiile gălbui adunate în grupuri. Totuși din punct de vedere științific lucrurile stau invers: galaxiile sunt banale și plictisitoare iar pata esențială!

Bine ai venit trecut!

Ideea este următoarea: pentru că lumina emisă de obiectele îndepărtate face ceva timp pe drum până la noi, putem vedea în trecut. Lumina emisă de Soare ne arată ce făcea acesta acum 8 minute.  Jupiter se vede cu o întârziere de 35 de minute iar Neptun de 4 ore. Cea mai apropiată stea se vede cum arăta acum 4,3 ani, iar cea mai îndepărtată vizibilă cu ochiul liber acum 1400 de ani. Cea mai apropiată galaxie asemănătoare cu a noastră se vede cu o întârziere de 2,5 milioane de ani și cel mai apropiat roi mare de galaxii cu 60 de milioane de ani.

Putem vedea obiecte îndepărtate și putem afla din ce erau compuse atunci, le comparăm cu cele de acum și vedem cum a evoluat Universul. Pentru că vedem în trecut putem observa în direct istoria acestuia, situație extraordinar de utilă. Din păcate pe Pământ nu este așa: cărțile de istorie universală ar fi mult mai exacte dacă am putea vedea imagini din trecut…

Căutând obiecte cosmice din ce în ce mai îndepărtate, astronomii pot vedea modul în care a evoluat Universul și mai mult, pot compara observațiile cu teoria. Teoria ne spune că obiectele din Univers par a fugi unul de altul pentru că Universul însuși se extinde. Lumina, ca undă, devine din ce în ce mai alungită, îndreptându-se spre partea roșie a curcubeului. Observațiile ne arată că cele mai îndepărtate galaxii se văd în infraroșu, acesta fiind motivul pentru care telescoapele spațiale mari sunt sensibile în acest domeniu. În plus, obiectul vedetă al articolului este mic și roșu, la fel ca toate galaxiile extrem de îndepărtate observate până în prezent.

Pentru că este în expansiune, când veți termina de citit această propoziție, lungită artificial pentru ca să se mai mărească puțin, Universul va fi mai mare. Când vă uitați la poza de mai sus era mai mic. Mult mai mic era acum o zi, un an, zece sau pe vremea când s-a format Soarele.

Dar acum 13,73 miliarde de ani avea cea mai mică mărime, materia fiind aglomerată în cel mai mic loc posibil. De fapt în primii de ani de viață, Universul era atât de dens încât fotonii (lumina) nu puteau călători prea mult, fiind absorbiți de alte particule subatomice. După un timp erau reemiși dar foarte repede absorbiți din nou. Teoria ne arată că la 380.000 de ani după Big Bang primii fotoni au fost liberi să circule prin Universul timpuriu. Îi vedem și acum sub forma „fundalului cosmic de microunde” (CMB) în orice direcție privim (ascultăm).

După un timp Universul s-a mai răcit și s-au putut forma atomi de hidrogen care ne-au luat lumina. Începând cu anul 380.000, timp de aproximativ 100.000.000 de ani, compoziția Universului nu permitea existența luminii în domeniul vizibil și de aceea ne aflam în „epoca întunecată” a acestuia. Nu are sens să ne gândim că vom vedea stele/galaxii  de atunci pentru că acestea nu se puteau forma. Existau doar nori ultrafierbinți de hidrogen.

Prin anul 100.000.000 primele stele au început să se formeze.  Au trăit extrem de puțin dar compoziția mai variată a norilor de gaz a permis apariția stelelor relativ stabile care trăiau îndeajuns de mult încât să le putem vedea laolaltă, grupate în galaxii. Astfel, în teorie, cel mai îndepărtat obiect pe care îl putem vedea s-a format la numai 100 de milioane de ani după Big Bang, găsindu-se la aproximativ 13,6 miliarde de ani lumină depărtare de noi.

Se caută asemenea obiecte, prin folosirea marilor telescoape sensibile în infraroșu. Vă dați seama că sunt puțin luminoase și este nevoie de tehnici speciale: sofisticatele camere digitale expun cu săptămânile în zone aparent vide; se caută mici pete roșii aflate în vecinătatea maselor mari, a căror lumină este amplificată de gravitația galaxiilor; se construiesc radio telescoape sensibile la unde radio cu frecvență foarte joasă, pentru a capta emisia norilor primordiali de hidrogen; se construiesc telescoape spațiale și terestre gigant, cu accesorii camere digitale extrem de sensibile în mult iubitul infraroșu. Ce mai, o adevărată aventură.

Rezultatele apar și, chiar dacă nu sunt spectaculoase vizual, au o importanță deosebită: prin descompunerea luminii acestor obiecte obținem informații despre compoziția chimică a lor și, implicit, a Universului timpuriu. Avem nevoie de asta pentru a infirma sau confirma teoriilor actuale, combinații între fizica cuantică, relativitate și fizica clasică.

Mici pete roșii

În 2001 se descoperă galaxia SDSS 1030+0524, formată la numai 900 milioane de ani după Big Bang. În 2010 găsim pe UDFy-38135539, existentă pe vremea când Universul avea numai 600 milioane de ani.

Pe 29 aprilie 2009 o emisie puternică de raze gamma a fost primită din direcția constelația Canes Venatici. A fost vorba moartea unei stele și nașterea unei găuri negre pe când Universul avea doar 520 de milioane de ani.

În 2011 s-a observat obiectul UDFj-39546284, o mini-galaxie formată la numai 480 de milioane de ani după Big Bang.

Acum s-a descoperit  MACS1149-JD, lumina amplificată gravitațional a unei galaxii situată departe, apărută la 500 de milioane de ani după apariția Universului.

Mai avem de mers în trecut. Poate prindem și primul episod din Tânăr și nelinistit.