เมื่อมองด้วยตาเปล่า ท้องฟ้ายามค่ำคืนมีจุดแสงมากกว่า 9.000 จุด แต่ส่วนที่สังเกตได้นี้เป็นเพียงมุมเล็กๆ ของจักรวาลเท่านั้น
แสงวาบจำลองที่ปะทุจากดาวพรอกซิมา เซนทอรี ภาพ: อบจ./ส. ดาเญลโล
ระบบดาวฤกษ์ที่มองเห็น (มองเห็นได้) ที่ใกล้ที่สุดคืออัลฟ่าเซนทอรี ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 4,25 ปีแสง ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดในระบบดาวสามดวงนี้คือพร็อกซิมาเซนทอรี แต่เนื่องจากเป็นดาวแคระแดง จึงสลัวเกินกว่าจะสังเกตได้โดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์
ดาวที่อยู่ไกลที่สุดที่มองเห็นด้วยตาเปล่าได้คือ V762 Cas ซึ่งเป็นดาวแปรแสงห่างจากโลก 16.000 ปีแสง แม้ว่าดวงอาทิตย์จะสว่างกว่าดวงอาทิตย์ถึง 100.000 เท่า แต่ระยะห่างของมันก็ไกลจนแทบมองไม่เห็นด้วยการมองเห็นตอนกลางคืนของมนุษย์ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
ดาวทุกดวงที่มนุษย์มองเห็นด้วยตาเปล่ามีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์มาก ดาวฤกษ์ที่มีขนาดเท่ากับดวงอาทิตย์หรือเล็กกว่านั้นไม่สว่างพอที่จะเอาชนะระยะห่างระหว่างปีแสงระหว่างดาวฤกษ์กับโลกได้ จึงกลายเป็นดาวที่มองไม่เห็น
V762 Cas เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลที่สุดที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ไม่ใช่วัตถุที่อยู่ไกลที่สุดที่สังเกตได้โดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ ชื่อนี้เป็นของกาแล็กซีแอนโดรเมดา กาแล็กซีนี้ประกอบด้วยดวงดาวมากกว่าล้านล้านดวง ในสายตามนุษย์ ปรากฏเป็นภาพเบลอขนาดใหญ่เท่ากับกำปั้นที่ยื่นออกมา เมื่อมองไปที่แอนโดรเมดา ผู้สังเกตการณ์จะได้รับแสงที่ส่องผ่านเมื่อ 2,5 ล้านปีก่อน
นอกจากนี้ ยังมีแสงวาบและการระเบิดที่เพิ่มความสว่างเป็นการชั่วคราวจนถึงระดับที่น่าทึ่ง ทำให้มองเห็นได้ชัดเจนแม้ในระยะทางที่ไกลมาก ตัวอย่างเช่น ในปี พ.ศ. 2008 การระเบิดรังสีแกมมา GRB 080319B สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเป็นเวลาประมาณ 30 วินาที แม้ว่าจะอยู่ห่างออกไปมากกว่า 7,5 พันล้านปีแสงก็ตาม ซึ่งหมายความว่าเมื่อแสงจากการระเบิดเริ่มแพร่กระจาย ระบบสุริยะก็ยังไม่ก่อตัวด้วยซ้ำ
บริเวณกาแล็กซีอันห่างไกลที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ภาพ: นาซ่า/ESA/CSA/STScI
กล้องโทรทรรศน์ช่วยให้ผู้คนสังเกตวัตถุที่จางกว่าเพราะรวบรวมแสงได้มากกว่า และสังเกตวัตถุที่อยู่ไกลกว่าเพราะช่วยขยายภาพ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและอวกาศที่ทันสมัยที่สุดและการสำรวจที่ครอบคลุมมากที่สุด นักวิทยาศาสตร์ยังทำแผนที่ดวงดาวต่างๆ ในทางช้างเผือกได้ไม่ถึง 3% เท่านั้น และยังไม่มีกาแลคซี 1% ในจักรวาลที่สังเกตได้
ในการสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลมากขึ้น ผู้เชี่ยวชาญใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ไม่เหมือนใคร: เมื่อแสงจากดาวฤกษ์หรือกาแล็กซีที่อยู่ไกลออกไปผ่านกระจุกวัตถุขนาดยักษ์ แรงดึงดูดของกระจุกดาวสามารถขยายภาพได้ ซึ่งบางครั้งอาจมากกว่า 10.000 เท่า
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง ด้วยเหตุนี้ นักดาราศาสตร์จึงสามารถค้นพบดาวฤกษ์ดวงเดียวที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยบันทึกไว้ นั่นคือ Earendel Earendel ปรากฏตัวหลังจากบิ๊กแบงเพียงประมาณ 900 ล้านปี ซึ่งเป็นดาวฤกษ์รุ่นแรกในจักรวาล แม้ว่าแสงจากเอเรนเดลจะใช้เวลา 12,9 ปีในการมาถึงโลก แต่ปัจจุบันดาวดวงนี้อยู่ห่างจากโลกมากกว่า 28 พันล้านปีแสง เนื่องจากจักรวาลขยายตัวอย่างรวดเร็วมากขึ้นนับตั้งแต่เกิดบิ๊กแบง
นอกจากนี้ เมื่อใช้เลนส์โน้มถ่วง นักดาราศาสตร์ยังใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ เพื่อวัดระยะห่างไปยัง JADES-GS-z13-0 ซึ่งเป็นกาแลคซีที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกมาอย่างแม่นยำ ปัจจุบัน JADES-GS-z13-0 อยู่ห่างจากโลกมากกว่า 33,6 พันล้านปีแสง และก่อตัวขึ้นเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 400 ล้านปีเท่านั้น ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าผู้คนยังคงมองเห็นวัตถุในจักรวาลที่อยู่ห่างไกลออกไปในอนาคต
พฤ (ตาม ช่องว่าง)
