Dit artikel geeft een overzicht van de verste objecten die momenteel bekend zijn — voornamelijk sterrenstelsels of intens stralende bronnen binnen sterrenstelsels. Hun afstanden worden in de literatuur vaak op twee manieren weergegeven: met de roodverschuiving z, en in fysieke of waargenomen afstandsmaatstaven zoals miljard lichtjaar (Gly).

Wat betekent roodverschuiving (z)?

Roodverschuiving (z) beschrijft hoeveel de golflengte van licht is uitgerekt door de uitdijing van het heelal sinds het licht werd uitgezonden. Een hogere z betekent dat we het object zien zoals het was op een vroeger tijdstip en dat het licht een langere reistijd heeft. De relatie tussen z en een afstand in lichtjaren is niet eenduidig: om z om te zetten naar een Gly-waarde gebruikt men een kosmologisch model (bijvoorbeeld het standaard ΛCDM-model) met parameters zoals de Hubble-constante en dichtheden van materie en donkere energie. Daardoor kunnen verschillende publicaties iets verschillende Gly-waarden voor hetzelfde z geven, afhankelijk van de gekozen kosmologie.

Verschillende afstandsbegrippen

  • Lookback time: de tijd die het licht onderweg was (hoeveel jaar geleden het object het licht uitzond).
  • Comoving distance: een maat die rekening houdt met de uitdijing van het heelal en veel gebruikt wordt in kosmologie.
  • Proper (of fysische) afstand: de huidige afstand op een gegeven kosmologisch tijdstip.

Observatiemethoden en selectie

Astronomen gebruiken verschillende technieken om zeer verre objecten te vinden en hun roodverschuiving te bepalen:

  • Photometrische methoden, zoals de Lyman-break of "dropout"-techniek, selecteren kandidaten op basis van kleuren in meerdere filters.
  • Spectroscopische metingen bevestigen roodverschuivingen door herkenbare emissie- of absorptielijnen (bijv. Lyman-α) te detecteren.
  • Gravitatie-lensing door tussenliggende clusters kan zwakkere en verderaf gelegen bronnen zichtbaar maken en zo de detectielimieten vergroten.
  • Ruimteinstrumenten met infrarode gevoeligheid (bijv. Hubble Space Telescope en sinds 2021 ook de James Webb Space Telescope) hebben het mogelijk gemaakt veel verder en zwakker licht te detecteren dan voorheen.

Beperkingen en onzekerheden

Er zijn belangrijke bronnen van onzekerheid bij het bepalen van de "verste" objecten:

  • Photometrische kandidaten hebben vaak grote roodverschuiving-onzekerheden en vereisen spectroscopische follow-up voor bevestiging.
  • Emissielijnen kunnen verkeerd worden geïnterpreteerd; interlopers op lagere rodeverschuiving met veel stof kunnen fotometrisch op hoge-z lijken.
  • Lensing vergroot zowel de helderheid als de onzekerheid in intrinsieke eigenschappen en afstandsbepaling.
  • De conversie van z naar een afstandsgetal (Gly) hangt af van kosmologische parameters en moet daarom met de nodige terughoudendheid worden geïnterpreteerd.

Voorbeelden en recente ontwikkelingen

Historisch gezien waren zeer verre bronnen zeldzaam in detecties. In 2012 waren er bijvoorbeeld naar schatting ongeveer 50 mogelijke objecten met z≥8 en nog eens ongeveer 100 kandidaten rond z≈7, waarbij niet alle kandidaten even goed gekarakteriseerd waren. Sindsdien hebben verbeterde observatoria, met name infraroodruimtetelescopen, het aantal kandidaat-objecten op hoge z sterk doen toenemen. Veel van die nieuwe kandidaten hebben z>10 voorgesteld gekregen; spectroscopische bevestiging hiervan is in veel gevallen nog onderwerp van onderzoek en discussie.

Aantekeningen bij afkortingen en eenheden

1 Gly = 1 miljard lichtjaar = 10⁹ ly. In het artikel worden zowel z-waarden als Gly-waarden gebruikt; let op het onderscheid tussen lookback time, comoving distance en huidige fysieke afstand zoals hierboven beschreven.

Slotopmerking

Een lijst van de "verste" objecten is dynamisch: nieuwe waarnemingen en spectroscopische bevestigingen veranderen welke objecten als verst beschouwd worden. Daarom is iedere inventaris altijd voorlopig en sterk afhankelijk van de gebruikte meetmethoden en de gekozen kosmologische aannames.