Díky Hubbleovu a Spitzerovu kosmickému dalekohledu byl stanoven další mezník v astronomii, kdy byla pravděpodobně zaznamenána dosud nejvzdálenější známá galaxie ve vesmíru.
Nově objevená galaxie s katalogovým označením MACS0647-JD je velmi mladá a její rozměry jsou jen zlomkem té naší. Objekt je pozorován tak, jak vypadal 420 milionu let po velkém třesku, což jsou jen 3 procenta stáří vesmíru. Světlo z něj putovalo k Zemi celých 13,3 miliardy let.
Tento objev byl učiněn v rámci programu CLASH (Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble), jehož náplní je zkoumání vzdálených – tudíž z dnešního hlediska velmi starých – objektů pomocí gravitačních čoček. Tento efekt je uplatňován na masivních kupách galaxií, které svým gravitačním působením zakřivují světlo natolik, že mohou fungovat jako „lupa“, jež zobrazí a zároveň zvětší objekty za nimi. Celkem byl na fotografii objekt zobrazen třikrát, a sice 2×, 7× a 8× jasnější. Bez této přírodní pomoci by takto malá a vzdálená galaxie nebyla pro astronomy viditelná.
Galaxie MACS0647-JD je pravděpodobně zachycena v jednom z počátečních stádií vzniku, její průměr je jen 600 světelných let. Na základě jiných pozorování se totiž odhaduje, že galaxie podobného stáří by obyčejně měla mít v průměru asi 2 000 světelných let. Pro srovnání, Velké Magellanovo mračno, jedna z menších galaxií v naší bezprostřední blízkosti, má v průměru 14 tisíc světelných let, zatímco u naší Galaxie je to celých 90 tisíc. Mohlo by se také jednat o jeden ze stavebních kamenů větší galaxie, jejíž se stala součástí po mnoha interakcích s dalšími objekty.
Širokoúhlá kamera umístěna na HST (WFC3) zaznamenala MACS0647-JD přes 17 filtrů od infračerveného až po ultrafialový obor spektra. Galaxie byla objevena v únoru při rutinním prohlížení katalogu objektů ovlivněných čočkováním, které byly vyfotografovány právě během programu CLASH. Objekt se objevil jen u dvou nejčervenějších filtrů. Pro to se nabízí dvě vysvětlení. Jednak se může jednat o velmi červený objekt, nicméně kvůli nesmírné vzdálenosti ovlivňuje situaci i extrémní rudý posuv, jehož hodnota zde byla stanovena na rekordních 11.
Rudý posuv je jev způsobený rozpínáním vesmíru, kdy se v důsledku vzdalování zdroje a pozorovatele, jak vyplývá z Dopplerova efektu, prodlužuje vlnová délka záření. Z Hubbleova zákona zároveň platí, že rychlost vzdalování objektů ve vesmíru je závislá na vzdálenosti mezi nimi, čili obecně platí, že čím je od nás objekt vzdálenější, tím rychleji se od nás vzdaluje. Z těchto poznatků plyne lineární závislost rudého posuvu na vzdálenosti, nicméně následkem jiných vlivů je tato závislost pouze přibližná. Proto se v dnešní době na rudý posuv neaplikují vztahy vyplývající z Dopplerova jevu, které s rostoucím rudým posuvem ztrácí přesnost, nýbrž kosmologické modely. Avšak pro elementární pochopení je to postačující vysvětlení.
Kromě MACS0647-JD bylo tou samou kupou galaxií ovlivněno celkem 8 galaxií. Díky jejím polohám bylo možno určit rozložení hmoty kupy, která je, jak známo, tvořena hlavně temnou hmotou. Tým vědců zkoumal různé alternativy původu této galaxie od hnědých trpaslíků až po chladné červené hvězdy. Nakonec se jako nejuspokojivější vysvětlení jeví právě velmi vzdálená galaxie. Kompletní zpráva se objeví 20. prosince ve vědeckém časopisu The Astrophysical Journal.
Klíčovou roli v analýze hrály snímky ze Spitzerova infračerveného dalekohledu. Kdyby byl objekt přirozeně červený, jevil by se v dalekohledu velmi jasný. Místo toho byl stěží detekovatelný, což poukazuje na skutečně velkou vzdálenost. Do budoucna jsou plánovány další analýzy.
Hrozí však, že galaxie MACS0647-JD je možná příliš daleko na to, aby byla potvrzena její vzdálenost pomocí spektroskopie. Nicméně panuje optimismus, že se jedná skutečně o novou nejvzdálenější galaxii, neboť i poloha obrazu ovlivněného čočkováním je na odpovídajícím místě. V každém případě se jedná o horkého kandidáta na tento post.
Jde už o druhou vzdálenou galaxii objevenou v projektu CLASH. Již dříve v tomto roce oznámil tým objev galaxie 490 milionu let staré, což je jen o 70 milionů let více než u MACS0647-JD. Prozatím byla zpracována pozorování 20 z 25 vybraných kup galaxií. Doufejme, že i ze zbývajících pěti vzejdou zajímavé poznatky.
