Cientistas bruger specialiserede teleskoper til at detektere galakser så fjerne, at deres lys har taget milliarder af år at nå Terra. Ved at observere disse gamle kosmiske objekter kan astronomer se, hvordan Universo så ud i dets tidlige dannelsesstadier. Estimativas indikerer, at det observerbare kosmos er hjemsted for mere end en billion galakser, men de fleste forbliver usynlige for konventionelt udstyr.
At opdage sådanne fjerntliggende objekter kræver analyse af stråling ved flere frekvenser af det elektromagnetiske spektrum, ikke kun det synlige lys, som vores øjne kan fange. “Universo udsender stråling ved forskellige frekvenser af det elektromagnetiske spektrum, og hvert bånd afslører en type information”, forklarer astrofysiker Adam Smith Gontijo, professor i Universidade Católica og Brasília.
Como-astronomer lokaliserer fjerne galakser
Observar kosmos ved forskellige bølgelængder er afgørende for at lokalisere kosmiske strukturer, der ville forblive skjult i konventionelle observationer. Forskere analyserer radiobølger, mikrobølger, infrarød, ultraviolet, røntgenstråler og gammastråler for at sammensætte et komplet billede af, hvad der er derude.
Den meget energiske Regiões af Universo udsender ofte ultraviolet stråling eller røntgenstråler, mens køligere strukturer, såsom skyer af gas og støv, åbenbarer sig tydeligt i infrarøde eller radiofrekvensobservationer. Essa mangfoldighed af information gør det muligt for astronomer at identificere galakser, der ville være fuldstændig usynlige, hvis de blev observeret ved kun én bølgelængde.
Et væsentligt fænomen i denne proces er rødforskydning, også kaldet rødforskydning. “Hvis der er tale om meget gamle galakser, får udvidelsen af Universo det lys, der udsendes af dem, til at nå os ‘strakt’, forskudt mod rødt”, beskriver Gontijo. Como rummet fortsætter med at udvide sig, lyset udsendt af galakser for milliarder af år siden rejser en kolossal rejse, indtil det når vores planet. Durante denne krydsning gennem kosmos, forlænges bølgelængden gradvist og har en tendens til at fremstå i rødere frekvenser af det elektromagnetiske spektrum.
Infrarøde Telescópios’er som James Webb er blevet afgørende instrumenter for denne udforskning. Esses-udstyr kan detektere den infrarøde stråling, der udsendes af de fjerneste galakser, præcis det spektrum, hvor dette forskudte lys bliver synligt.
- Ondas radio afslører energiske strukturer
- Infravermelho registrerer køligere og ældre genstande
- Raios X identificerer områder med intens aktivitet
- Micro-bølger kortlægger den kosmiske mikrobølgebaggrund
- Espectroscopia analyserer kemisk sammensætning og afstand
Espectroscopia: værktøjet, der afslører galaksernes hemmeligheder
Além-billeder taget med teleskoper, astronomer bruger spektroskopi til at afdække egenskaber ved fjerntliggende galakser. Essa-teknikken analyserer grundigt lyset, der udsendes af himmellegemer for at identificere deres specifikke kemiske sammensætning og nøjagtigt estimere afstanden, der adskiller dem fra os.
Quando en astronom analyserer spektret af en fjern galakse og er i stand til at bestemme, hvilke kemiske grundstoffer der er til stede i det objekt. Placeringen af de infrarøde eller synlige spektrallinjer afslører information om, hvor meget den stråling blev “strakt” ved udvidelsen af Universo, hvilket giver os mulighed for at beregne, hvor langt denne galakse er fra Terra.
Hvorfor at observere rummet betyder at observere fortiden
Det mest fascinerende træk ved astronomi ligger i en simpel fysisk sandhed: at observere Universo er uundgåeligt at observere dens fortid. Essa virkeligheden eksisterer, fordi lys tager tid at krydse enorme kosmiske afstande.
“Sol er cirka 150 millioner kilometer fra Terra. Dets lys tager cirka otte minutter at nå os”, forklarer astronomen Adriano Leonês, forsker af Universidade og Brasília. Quando ser vi Sol stige i horisonten, vi visualiserer faktisk stjernen, som den var otte minutter før det øjeblik. Det billede, der når vores øjne, bærer en uundgåelig tidsmæssig forsinkelse.
Essa samme logik gælder for alle observerbare himmellegemer. Alfa Centauri, den nærmeste stjerne på Sistema Solar, er omkring fire lysår væk. Isso betyder, at lyset forlod den stjerne for fire år siden og først nu ankommer her. Quando-astronomer peger deres teleskoper mod ekstremt fjerne galakser, der ligger milliarder af lysår væk, de ser disse kosmiske strukturer, som de så for milliarder af år siden, i Universo’s tidlige historie.
Galáxias observeret fra ti milliarder lysår væk viser, hvordan kosmos var, da det kun var et par milliarder år gammelt. Essas-observationer giver videnskabsmænd mulighed for at rekonstruere historien om galaksernes udvikling, fra deres fødsel til deres nuværende tilstand. Det er som at have en fotografisk registrering af forskellige epoker i kosmisk historie, tilgængelig gennem moderne teleskoper.