Question

como os cientistas conseguem ver objetos a anos luz

Answer 1

A luz das galáxias, por mas distante que estejam, chegam até agente. Acontece que da mesma forma que uma vela mais distante parece ter uma luminosidade mais fraca do que uma vela próxima, quanto mais longe as galáxias estão menos luz chega até nós. 

O importante é que a luz chega, mesmo que sejam apenas alguns poucos fotons ("pedacinhos" de luz). A questão então é tentar colher a maior quantidade possível de fotons vindo da galáxia distante. Para isso, os cientistas usam duas técnicas: 

Óptica: usando equipamentos ópticos (como lunetas e telescópios), é possível aumentar a área de captura de luz e concentra-la no foco. Por isso, quanto maior for o espelho do telescópio, mais luz ele capta e mais longe ele consegue ver. 

Fotografia: mesmo usando os maiores telescópios do mundo, não conseguiríamos ver objetos muito distantes. Isso porque apenas alguns fotons chegariam ao nosso olho em um dado instante. Então, é necessário "colher" os fotons por longos períodos de tempo. Por isso, os astrônomos tiram fotos de longas exposições (de horas e até dias) para colher toda a luz possível de um objeto. 

E usando essas duas técnicas combinadas, conseguimos ver objetos de até 10 bilhões de anos luz de distância. Realmente incrível.