MUSE-spektrograf afslører, at næsten hele himlen i det tidlige univers gløder med Lyman-alfa-emission

Dybe observationer foretaget med MUSE -spektrografen på ESOs Very Large Telescope har afdækket store kosmiske reservoirer med atombrint, der omgiver fjerne galakser. Den udsøgte følsomhed af MUSE gav mulighed for direkte observationer af svage brintskyer, der lyser med Lyman-alfa-emission i det tidlige univers-hvilket afslører, at næsten hele nattehimlen er usynligt glødende.

En uventet overflod af Lyman-alfa-emission i Hubble Ultra Deep Field (HUDF) -regionen blev opdaget af et internationalt team af astronomer, der brugte MUSE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope (VLT. Den opdagede emission dækker næsten hele synsfeltet-førende teamet til at ekstrapolere, at næsten hele himlen usynligt lyser med Lyman-alfa-emission fra det tidlige univers.

Astronomer har længe været vant til, at himlen så vildt anderledes ud i forskellige bølgelængder, men omfanget af den observerede Lyman-alfa-emission var stadig overraskende. "At indse, at hele himlen lyser optisk, når man observerer Lyman-alfa-emissionen fra fjerne brintskyer, var en bogstaveligt talt øjenåbnende overraskelse, " forklarede Kasper Borello Schmidt, et medlem af teamet af astronomer bag dette resultat.

"Dette er en stor opdagelse!" tilføjet teammedlem Themiya Nanayakkara. "Næste gang du ser på den måneløse nattehimmel og ser stjernerne, forestil dig den usynlige glød af hydrogen:universets første byggesten, oplyser hele nattehimlen."

HUDF-regionen, som holdet observerede, er et ellers umærkeligt område i stjernebilledet Fornax (ovnen), som blev berømt kortlagt af NASA/ESA Hubble-rumteleskopet i 2004, da Hubble brugte mere end 270 timers dyrebar observationstid på at se dybere end nogensinde før ind i denne region af rummet.

HUDF -observationer afslørede tusinder af galakser spredt over det, der syntes at være et mørkt stykke himmel, giver os et ydmygende syn på universets skala. Nu, MUSE's fremragende egenskaber har givet os mulighed for at kigge endnu dybere. Påvisningen af ​​Lyman-alfa-emission i HUDF er første gang, astronomer har været i stand til at se denne svage emission fra de tidligste galaksers gashylstre. Dette sammensatte billede viser Lyman-alfa-strålingen i blåt overlejret på det ikoniske HUDF-billede.

MUSE, instrumentet bag disse seneste observationer, er en state-of-the-art integreret feltspektrograf installeret på Unit Telescope 4 af VLT ved ESO's Paranal Observatory. Når MUSE observerer himlen, den ser fordelingen af ​​bølgelængder i lyset, der rammer hver pixel i dets detektor. Når man ser på hele spektret af lys fra astronomiske objekter, får vi dyb indsigt i de astrofysiske processer, der forekommer i universet.

"Med disse MUSE-observationer, vi får et helt nyt syn på de diffuse gas 'kokoner', der omgiver galakser i det tidlige univers, " kommenterede Philipp Richter, et andet medlem af holdet.

Det internationale hold af astronomer, der lavede disse observationer, har foreløbigt identificeret, hvad der får disse fjerne skyer af brint til at udsende Lyman-alfa, men den præcise årsag forbliver et mysterium. Imidlertid, da denne svage allestedsnærværende glød menes at være allestedsnærværende på nattehimlen, fremtidig forskning forventes at kaste lys over dens oprindelse.

"I fremtiden, vi planlægger at foretage endnu mere følsomme målinger, " konkluderede Lutz Wisotzki, leder af teamet. "Vi ønsker at finde ud af detaljerne om, hvordan disse enorme kosmiske reservoirer af atomart brint er fordelt i rummet."