MUSE undersøger ukendte dybder af Hubble Ultra Deep Field

Astronomer, der brugte MUSE -instrumentet på ESOs Very Large Telescope i Chile, har foretaget den dybeste spektroskopiske undersøgelse nogensinde. De fokuserede på Hubble Ultra Deep Field, måling af afstande og egenskaber for 1600 meget svage galakser, herunder 72 galakser, der aldrig er blevet opdaget før. Dette banebrydende datasæt har allerede resulteret i 10 videnskabelige artikler, der udgives i et særnummer af Astronomi og astrofysik . Denne rigdom af nye oplysninger giver astronomer indsigt i stjernedannelse i det tidlige univers.

MUSE HUDF Survey -teamet, ledet af Roland Bacon fra Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon), Frankrig, brugte MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) til at observere Hubble Ultra Deep Field, et meget undersøgt plaster af det sydlige stjernebillede Fornax (The Furnace). Dette resulterede i de dybeste spektroskopiske observationer, der nogensinde er foretaget; præcis spektroskopisk information blev målt for 1600 galakser, ti gange så mange galakser som omhyggeligt er blevet opnået på dette område i løbet af det sidste årti med jordbaserede teleskoper.

De originale HUDF-billeder var banebrydende dybfartsobservationer med NASA/ESA Hubble-rumteleskopet, der blev offentliggjort i 2004. De undersøgte dybere end nogensinde før og afslørede en menageri af galakser, der går tilbage til mindre end en milliard år efter Big Bang. Området blev efterfølgende observeret mange gange af Hubble og andre teleskoper, hvilket resulterer i den dybeste opfattelse af universet til dato. Nu, trods dybden af ​​Hubble -observationer, MUSE har - blandt mange andre resultater - afsløret 72 galakser, der aldrig er set før i dette meget lille område af himlen.

Roland Bacon tager historien op:"MUSE kan noget, som Hubble ikke kan - det opdeler lyset fra hvert punkt i billedet i dets komponentfarver for at skabe et spektrum. Dette giver os mulighed for at måle afstanden, farver og andre egenskaber ved alle de galakser, vi kan se - herunder nogle, der er usynlige for Hubble selv. "

MUSE -data giver en ny visning af dæmpet, meget fjerne galakser, set nær universets begyndelse for omkring 13 milliarder år siden. Det har opdaget galakser 100 gange svagere end i tidligere undersøgelser, tilføjelse til et allerede rigt observeret felt og uddybe vores forståelse af galakser gennem tiderne.

Undersøgelsen fandt frem til 72 kandidatgalakser kendt som Lyman-alfa-udsendere, der kun skinner i Lyman-alfa-lys. Nuværende forståelse af stjernedannelse kan ikke fuldt ud forklare disse galakser, som bare synes at skinne stærkt i denne ene farve. Fordi MUSE spreder lyset i dets komponentfarver, bliver disse objekter tydelige, men de forbliver usynlige i dybe direkte billeder som dem fra Hubble.

"MUSE har den unikke evne til at udtrække oplysninger om nogle af de tidligste galakser i universet - selv i en del af himlen, der allerede er meget godt undersøgt, "forklarer Jarle Brinchmann, hovedforfatter til et af papirerne, der beskriver resultaterne fra denne undersøgelse, fra University of Leiden i Holland og Institute of Astrophysics and Space Sciences ved CAUP i Porto, Portugal. "Vi lærer ting om disse galakser, som kun er muligt med spektroskopi, såsom kemisk indhold og indre bevægelser - ikke galakse for galakse, men på én gang for alle galakser! "

Et andet stort fund af denne undersøgelse var den systematiske påvisning af lysende brinthaloer omkring galakser i det tidlige univers, giver astronomer en ny og lovende måde at studere, hvordan materiale strømmer ind og ud af tidlige galakser.

Mange andre potentielle anvendelser af dette datasæt udforskes i rækken af ​​papirer, og de inkluderer at studere rollen som svage galakser under kosmisk reionisering (startede kun 380 000 år efter Big Bang), galakse fusion satser, da universet var ung, galaktiske vinde, stjernedannelse samt kortlægning af stjerners bevægelser i det tidlige univers.

"Bemærkelsesværdigt, disse data blev alle taget uden brug af MUSEs seneste Adaptive Optics Facility -opgradering. Aktiveringen af ​​AOF efter et årti med intensivt arbejde af ESOs astronomer og ingeniører lover endnu flere revolutionerende data i fremtiden, "slutter Roland Bacon.

Denne forskning blev præsenteret i en serie på 10 artikler, der skulle vises i tidsskriftet Astronomi og astrofysik .