eso1738nb — Pressemelding

MUSE studerer ukjente dybder av Hubble Ultra Deep Field

Den dypeste spektroskopiske undersøkelsen noensinne

29. november 2017

Astronomer har brukt MUSE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope i Chile til å gjennomføre den dypeste spektroskopiske undersøkelsen noensinne. De fokuserte på et område av himmelen kalt Hubble Ultra Deep Field. Der målte de avstanden og egenskapene til 1600 svært lyssvake galakser, inkludert 72 galakser som aldri er blitt oppdaget før, selv av Hubbleteleskopet. Dette banebrytende datasettet har allerede resultert i 10 vitenskapelige artikler som blir publisert i en spesialutgave av Astronomy & Astrophysics. Denne mengden ny informasjon gir astronomer innsikt i stjernedannelsen i det tidlige univers, og lar dem studere bevegelser og andre egenskaper hos tidlige galakser – muliggjort av MUSEs unike spektroskopiske evner.

Teamet bak MUSEs undersøkelse av Hubble Ultra Deep Field (HUDF) ble ledet av Roland Bacon ved Universitetet i Lyon (CRAL, CNRS, Frankrike). De brukte MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) til å observere Hubble Ultra Deep Field (heic0406), en mye undersøkt himmelflekk i det sørlige stjernebildet Fornax (Smelteovnen). Dette resulterte i de dypeste spektroskopiske observasjonene som noensinne gjort. Presis spektroskopisk informasjon ble målt for 1600 galakser. Dette er ti ganger så mange galakser som det er blitt gjort spektroskopiske målinger av innenfor dette området i løpet av det siste tiåret med bakkebaserte teleskoper.

De originale HUDF-bildene var banebrytende, dype observasjoner gjort med romteleskopet Hubble (NASA/ESA) som ble publisert i 2004. Disse observasjonene så dypere enn noen gang før og avslørte en stor mengde galakser som eksistert mindre enn en milliard år etter det store smellet. Området ble senere observert mange ganger av Hubbleteleskopet og andre teleskoper, noe som resulterte i den dypeste observasjonen av universet hittil [1]. Til tross for dybden på Hubble-observasjonene, har MUSE nå – blant mange andre resultater – avslørt 72 galakser som aldri er blitt sett tidligere i dette svært lille området av himmelen.

Roland Bacon forteller: «MUSE kan gjøre noe Hubble ikke kan. Det deler opp lyset fra hvert punkt i bildet i enkelte fargekomponenter for å lage et spektrum. Dette tillater oss å måle avstanden, farger og andre egenskaper ved alle de galakser vi kan se – inkludert noen som er usynlige for Hubbleteleskopet selv.»

MUSE-dataene gir et nytt blikk på lyssvake, svært fjerne galakser, sett nær universets begynnelse for rundt 13 milliarder år siden. Dataene har ført til oppdagelsen av galakser som er 100 ganger mer lyssvake enn i tidligere undersøkelser. Dette gir enda mer informasjon om et felt av himmelen som er godt observert og øker vår forståelse av galakser ved ulike tider i universets historie.

Undersøkelsen analyserte 72 kandidatgalakser kjent som Lyman-alfa-utstrålende galakser som bare skinner i lys i en spesifikk bølgelengde kalt Lyman-alfa [2]. Nåværende forståelse av stjernedannelse kan ikke fullt ut forklare disse galaksene, som bare ser ut til å skinne klart i denne ene fargen. Fordi MUSE deler lyset opp i sine fargekomponenter, blir disse objektene synlige, men de forblir usynlige i dype, direkte bilder som de som er tatt med Hubbleteleskopet.

«MUSE har en unik evne til å trekke ut informasjon om noen av de tidligste galaksene i universet – selv på en del av himmelen som allerede er veldig godt studert», forklarer Jarle Brinchmann (Universitetet i Leiden i Nederland; Institute of Astrophysics and Space Sciences ved CAUP i Porto i Portugal), hovedforfatter av en av artiklene som beskriver resultater fra denne undersøkelsen. «Vi lærer ting om disse galaksene som bare er mulig med spektroskopi, for eksempel deres kjemisk innhold og indre bevegelser. Dette gjøres ikke for én galakse ad gangen, men samtidig for alle galaksene i synsfeltet!»

Et annet stort funn fra denne studien, var systematisk gjenkjenning av lysende hydrogenhalogener rundt galaksene i det tidlige univers. Dette gir astronomer en ny og lovende måte å studere hvordan materialet flyter inn og ut av de tidlige galaksene.

Mange andre mulige anvendelser av dette datasettet er utforsket i serien av artikler. Dette inkluderer: å studere rollen til lyssvake galakser under den kosmiske reioniseringsepoken, hyppigheten av galaksesammenslåinger da universet var ungt, galaktiske vinder, stjernedannelse, samt kartlegging av stjernens bevegelser i det tidlige univers.

«Det er bemerkelsesverdig at disse dataene ble tatt uten bruk av MUSEs nye, oppgraderte adaptive optikk-system (AOF). Aktiveringen av AOF etter et tiår med intensivt arbeid fra ESOs astronomer og ingeniører lover enda mer revolusjonerende data i fremtiden», avslutter Roland Bacon [3].

Fotnoter

[1] Hubble Ultra Deep Field er en av de mest studerte områdene av stjernehimmelen. Frem til nå har 13 instrumenter på åtte teleskoper, inkludert ESO-partner ALMA (eso1633), observert feltet fra røntgen til radiobølgelengder.

[2] De negativt ladde elektronene som går i bane rundt den positivt ladde kjernen i et atom, har kvantiserte energinivåer. Det vil si, de kan bare eksistere i bestemte energitilstander, og de kan bare foreta en overgang mellom disse energitilstandene ved å motta eller miste presise mengder energi. Lyman-alfa-stråling er produsert når elektroner i hydrogenatomer faller fra det nest laveste til det laveste energinivået. Den presise mengden energi som er tapt, frigjøres som lys med en bestemt bølgelengde i den ultrafiolette delen av spektret, som astronomer kan oppdage med romteleskoper, eller med bakkebaserte teleskoper dersom det er snakk om rødforskyvede objekter. For dette datasettet som har en rødforskyvning på z ~ 3–6,6, ses Lyman-alfa-lyset som synlig eller nær infrarødt lys.

[3] Det adaptive optikk-systemet på MUSE, Adaptive Optics Facility, har allerede avslørt tidligere usette ringer rundt den planetariske tåken IC 4406 (eso1724).

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i en serie av 10 vitenskapelige artikler i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Teamene består av Roland Bacon (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Hanae Inami (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Jarle Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden, Nederland, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugal), Michael Maseda (Leiden Observatory, Leiden, Nederland), Adrien Guerou (IRAP, Université de Toulouse, Frankrike, ESO, Garching, Tyskland), A.B. Drake (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), H. Finley (Université de Toulouse, Toulouse, Frankrike), F. Leclercq (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), E. Ventou (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, Frankrike), T. Hashimoto (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Simon Conseil (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), David Mary (Laboratoire Lagrange, Nice, Frankrike), Martin Shepherd (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Mohammad Akhlaghi (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Peter M. Weilbacher (Leibniz-Institut für Astrophysik Postdam, Postdam, Tyskland), Laure Piqueras (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), David Lagattuta (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Benoit Epinat (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, Frankrike; Aix Marseille Université, Marseille, Frankrike), Sebastiano Cantalupo (ETH Zürich, Zürich, Sveits), Jean Baptiste Courbot (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike, ICube, Université de Strasbourg, Strasbourg, Frankrike), Thierry Contini (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, Frankrike), Johan Richard (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Rychard Bouwens (Leiden Observatory, Leiden, Nederland), Nicolas Bouché (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, Frankrike), Wolfram Kollatschny (Universität Göttingen, Göttingen, Tyskland), Joop Schaye (Leiden Observatory, Leiden, Nederland), Raffaella Anna Marino (ETH Zürich, Zürich, Sveits), Roser Pello (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, Frankrike), Christian Herenz (Leibniz -Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), Bruno Guiderdoni (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Marcella Carollo (ETH Zürich, Zürich, Sveits), S. Hamer (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), B. Clément (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), G. Despr Ez (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), L. Michel-Dansac (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), M. Paalvast (Leiden Observatory, Leiden, Nederland), L. Tresse (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike ), L.A. Boogaard (Leiden Observatory, Leiden, Nederland), J. Chevallard (Vitenskapelig Støttekontor, ESA / ESTEC, Noordwijk, Nederland), S. Charlot (Sorbonne University, Paris, Frankrike), J. Verhamme (Lyon, Frankrike), Marijn Franx (Leiden Observatory, Leiden, Nederland), Kasper B. Schmidt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), Anna Feltre (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Davor Krajnović (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), Eric Emsellem (ESO, Garching, Tyskland; Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Mark den Brok (ETH Zürich, Zürich, Sveits), Santiago Erroz-Ferrer (ETH Zürich, Zürich, Sveits), Peter Mitchell (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Thibault Garel Lyon, Frankrike), Jeremy Blaizot (Universitetet i Lyon, Lyon, Frankrike), Edmund Christian Herenz (Astronomisk institutt, Stockholms universitet, Stockholm, Sverige), D. Lam (Leiden University, Leiden, Nederland), M Steinmetz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland) og J. Lewis (University of Lyon, Lyon, Frankrike).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter og norsk kontaktperson)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Roland Bacon
Lyon Centre for Astrophysics Research (CRAL)
France
Mob.: +33 6 08 9 14 27
E-post: roland.bacon@univ-lyon1.fr

Jarle Brinchmann
University of Leiden
Netherlands
Mob.: +31 6 50 92 51 89
E-post: jarle@strw.leidenuniv.nl

Davor Krajnovic
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam
Germany
Mob.: +49 160 24 34 574
E-post: dkrajnovic@aip.de

Thierry Contini
Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie
France
Mob.: +33 6 62 64 12 68
E-post: thierry.contini@irap.omp.eu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1738 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Bilder

Hubble Ultra Deep Field sett med MUSE
Hubble Ultra Deep Field sett med MUSE
Hubble Ultra Deep Field 2012
Hubble Ultra Deep Field 2012
Glowing haloes around distant galaxies
Glowing haloes around distant galaxies
kun på engelsk

Videoer

ESOcast 140 Light: MUSE dykker inn i Hubble Ultra Deep Field
ESOcast 140 Light: MUSE dykker inn i Hubble Ultra Deep Field
Zoom inn på Hubble Ultra Deep Field sett av MUSE
Zoom inn på Hubble Ultra Deep Field sett av MUSE
Panorer over Hubble Ultra Deep Field sett av MUSE
Panorer over Hubble Ultra Deep Field sett av MUSE
Fly gjennom MUSE-data av Hubble Ultra Deep Field
Fly gjennom MUSE-data av Hubble Ultra Deep Field
MUSE charts distances in the Hubble Ultra Dee Field
MUSE charts distances in the Hubble Ultra Dee Field
kun på engelsk
MUSE reveals glowing haloes around distant galaxies
MUSE reveals glowing haloes around distant galaxies
kun på engelsk

Se også