Sedan det först lanserades 1990 har Hubble Space Telescope gett människor över hela världen en fantastisk utsikt över universum. Med hjälp av sin högteknologiska svit av instrument har Hubble hjälpt till att lösa några långvariga problem inom astronomi och hjälpt till att ta upp nya frågor. Och alltid har operatörerna drivit den till gränsen, i hopp om att titta längre och längre in i det stora bortom och se vad som lurar där.
Och som NASA meddelade med ett pressmeddelande som nyligen använde HST, förstörde ett internationellt team av astronomer bara den kosmiska avståndsrekorden genom att mäta den längsta galaxen som någonsin har sett i universum. På så sätt har de inte bara tittat djupare in i kosmos än någonsin tidigare, utan djupare in i det förflutna. Och vad de har sett kunde berätta mycket om det tidiga universum och dess bildning.
På grund av effekterna av speciell relativitet, vet astronomer att när de tittar på objekt i djupa rymden ser de dem som de var för miljoner eller till och med för miljarder år sedan. Ergo, ett objekt som ligger 13,4 miljarder ljusår bort kommer att visas för oss som det var för 13,4 miljarder år sedan, då dess ljus först började ta resan till vårt lilla hörn av universum.
Detta är precis vad teamet med astronomer bevittnade när de tittade på GN-z11, en avlägsen galax som ligger i riktning mot stjärnbilden Ursa Major. Med denna galax kunde teamet av astronomer - som inkluderar forskare från Yale University, Space Telescope Science Institute (STScI) och University of California - se hur en galax i vårt universum såg ut bara 400 miljoner år efter Big Bang.
Före detta var den mest avlägsna galaxen som någonsin sett av astronomer 13,2 miljarder ljusår bort. Med samma spektroskopiska tekniker bekräftade Hubble-teamet att GN-z11 var nästan 200 miljoner ljusår längre. Detta var en stor överraskning, eftersom det tog astronomer till en region i universum som ansågs vara ouppnåelig med hjälp av Hubble Space Telescope.
I själva verket misstänkte astronomer inte att de skulle kunna undersöka detta djupt i rymden och tiden utan att använda Spitzer, eller förrän James Webb rymdteleskopet infördes - som planeras lanseras i oktober 2018. Som Pascal Oesch från Yale University, studiens huvudutredare, förklarade:
”Vi har tagit ett stort steg tillbaka i tiden, utöver vad vi någonsin förväntat oss att kunna göra med Hubble. Vi ser GN-z11 vid en tidpunkt då universum bara var tre procent av sin nuvarande ålder. Hubble och Spitzer når redan in på Webb-territoriet. ”
Dessutom har resultaten också några konsekvenser för tidigare avståndsberäkningar. Tidigare hade astronomer uppskattat avståndet till GN-z11 genom att förlita sig på Hubble och Spitzers färgbildtekniker. Den här gången förlitade de sig på Hubbles Wide Field Camera 3 för att spektroskopiskt mäta galaxernas rödförskjutning för första gången. På så sätt bestämde de sig att GN-z11 var längre än vad de trodde, vilket kan betyda att vissa särskilt ljusa galaxer som har distanserats med Hubble också kunde vara längre bort.
Resultaten avslöjar också överraskande nya ledtrådar om det mycket tidiga universums natur. Till att börja med visade Hubble-bilderna (i kombination med data från Spitzer) att GN-z11 är 25 gånger mindre än Vintergatan är idag och har bara en procent av vår galaxmassa i stjärnor. Samtidigt bildar den stjärnor med en hastighet som är 20 gånger större än vår egen galax.
Som Garth Illingworth - en av teamets utredare från University of California, Santa Cruz - förklarade:
”Det är fantastiskt att en så massiv galax existerade bara 200 miljoner till 300 miljoner år efter att de allra första stjärnorna började bildas. Det tar väldigt snabb tillväxt och producerar stjärnor i enorm takt för att ha bildat en galax som är en miljard solmassor så snart. Denna nya rekord kommer troligen att gälla fram till lanseringen av James Webb Space Telescope. ”
Till sist, men inte minst, ger de en lockande ledtråd om vilka framtida uppdrag - som James Webb Space Telescope - kommer att hitta. När astronomer väl är utplacerade kommer troligen att titta längre in i rymden och längre in i det förflutna. Med varje steg håller vi på att se hur de allra första galaxerna som bildades i vårt universum såg ut.
