eso1738ru — Научный релиз

Приемник MUSE зондирует глубины поля Hubble Ultra Deep Field

Завершен самый глубокий спектроскопический обзор в истории астрономии

29 ноября 2017 г., St.-Petersburg

29 ноября 2017 г.
Астрономы, работающие с приемником MUSE на Очень Большом Телескопе ESO в Чили выполнили самый глубокий в истории астрономии спектроскопический обзор. В сверхглубоком поле Hubble Ultra Deep Field (HUDF) они измерили физические параметры 1600 очень слабых галактик, в том числе 72 ранее не регистрировавшихся, и расстояния до них. Этот грандиозный массив данных послужил основой для десяти научных статей, публикуемых в специальном выпуске журнала Astronomy & Astrophysics. Лавина новой информации, которая позволяет астрономам разобраться в процессах звездообразования в ранней Вселенной, исследовать движения и другие свойства ранних галактик, обеспечена уникальными спектроскопическими возможностями приемника MUSE.

The MUSE HUDF Survey team – группа исследователей под руководством Ролана Бэкона (Roland Bacon) из Лионского университета (CRAL, CNRS) во Франции воспользовалась спектроскопическим приемником MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) для наблюдений сфотографированного Космическим телескопом Хаббла с рекордной проницающей силой сверхглубокого поля Hubble Ultra Deep Field (heic0406). Этот участок южного неба в созвездии Печи уже много раз становился объектом тщательных исследований. Группа, работавшая на MUSE, выполнила самые глубокие в истории астрономии спектроскопические наблюдения. Точные измерения были выполнены для 1600 галактик – это вдесятеро больше, чем удалось подробно исследовать в этом поле с помощью наземных телескопов за все последнее десятилетие.

Исходные изображения полей HUDF – пионерские наблюдения со сверхвысокой проницающей силой – были сделаны Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA в 2004 г. Космическому телескопу удалось проникнуть вглубь Вселенной дальше, чем когда-либо до этого, и выявить необычайное разнообразие галактик, видимых в эпоху, когда с момента Большого Взрыва прошло меньше миллиарда лет. После этого область HUDF наблюдалась еще много раз как Космическим Телескопом Хаббла, так и другими телескопами, в результате чего проведено самое глубокое из существующих на сегодня зондирований Вселенной [1]. И вот теперь, несмотря на рекордную проницающую способность телескопа Хаббла, приемник MUSE выявил в этой малой площадке на небе 72 никогда прежде не зарегистрированных галактики. И это лишь часть полученных результатов!

Ролан Бэкон рассказывает: “MUSE может делать кое-что такое, чего не может телескоп Хаббла: расщеплять свет в каждой точке изображения на составляющиe его цвета, формируя спектр. А это позволяет нам измерить расстояние, цветовые характеристики и другие свойства наблюдаемых нами галактик — включая и такие, которые с самим телескопом Хаббла увидеть нельзя.

Информация, полученная с MUSE, дает нам новый взгляд на очень слабые и далекие галактики, видимые в эпоху зарождения Вселенной около 13 миллиардов лет назад. Приемник регистрирует галактики в 100 раз более слабые, чем удавалось зарегистрировать в прежних обзорах, добавляя их к и без того густонаселенным полям и углубляя наше понимание эволюции галактик.

В результате обзора обнаружено 72 кандидата в галактики, излучающие только в водородной линии Лайман-альфа – Лайман-альфа эмиттеры [2]. Современные модели звездообразования не могут полностью объяснить, почему эти галактики, похоже, интенсивно светятся в этой единственной линии. Так как MUSE раскладывает свет на его спектральные составляющие, эти объекты становятся видимыми, оставаясь неразличимыми на глубоких прямых снимках, какие получает телескоп Хаббла.

MUSE имеет уникальную способность извлекать информацию о самых ранних галактиках во Вселенной даже на уже очень хорошо изученном участке неба”, -- объясняет Ярле Бринкманн (Jarle Brinchmann), первый автор одной из работ, представляющих результаты обзора, сотрудник Лейденского университета в Нидерландах и Института астрофизики и космических исследований (CAUP) в Порто (Португалия). “То, что мы узнаем об этих галактиках – например, их химический состав или внутренние движения – может дать только спектроскопия. И при этом мы не перебираем по одной галактику за галактикой, а узнаем все сразу для всех галактик!

Еще одной важной находкой проведенного исследования стала систематическая регистрация ярких водородных гало вокруг галактик ранней Вселенной. Это дает астрономам новый многообещающий способ изучения процессов истечения вещества внутрь и вовне ранних галактик.

В публикуемой серии статей исследуются многие другие потенциальные приложения полученных данных, в том числе исследование роли слабых галактик в ходе космической реионизации, частоты слияния галактик в ранней Вселенной, галактических ветров, звездообразования, картографирования движений звезд в ранней Вселенной.

Интересно, что все эти данные были получены без использования недавних усовершенствований адаптивно-оптической системы приемника MUSE. Активация этой системы, ставшей плодом напряженной десятилетней работы астрономов и инженеров ESO, обещает в будущем получение еще более революционных данных”, -- заключает Ролан Бэкон [3].

Примечания

[1] Ультраглубокое поле The Hubble Ultra Deep Field – один из наиболее интенсивно изучающихся участков космоса. На сегодняшний день 13 приемников на восьми телескопах, в том числе на ALMA, где партнером является ESO (eso1633), наблюдали это поле во всех спектральных диапазонах от рентгена до радио.

[2] Отрицательно заряженные электроны на орбитах вокруг положительно заряженного ядра в атоме имеют квантованные энергетические уровни. Это значит, что они могут существовать только в определенных энергетичеких состояниях и, переходя из одного в другое, они теряют или приобретают вполне определенные значения энергии. Лайман-альфа излучение испускается, когда электроны в атомах водорода переходят со второго снизу на самый нижний энергетический уровень. При этом излучается строго определенная энергия в виде света на точно известной длине волны в ультрафиолетовой области спектра, который астрономы могут регистрировать при помощи космических телескопов или, в случае объектов с большим красным смещением, с Земли. В данном случае на красном смещении z ~ 3–6.6 излучение в линии Лайман-альфа наблюдается в видимой или ближней инфракрасной области.

[3] Адаптивно-оптическая система приемника MUSE уже помогла зарегистрировать ранее не наблюдавшиеся кольца вокруг планетарной туманности IC 4406 (eso1724).

Узнать больше

Результаты исследований представлены в серии из 10 статей, которые публикуются в журнале Astronomy & Astrophysics.

Состав исследовательского коллектива: Roland Bacon (University of Lyon, Lyon, France), Hanae Inami (University of Lyon, Lyon, France), Jarle Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden, the Netherlands; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugal), Michael Maseda (Leiden Observatory, Leiden, the Netherlands), Adrien Guerou (IRAP, Université de Toulouse, France; ESO, Garching, Germany), A. B. Drake (University of Lyon, Lyon, France), H. Finley (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, France), F. Leclercq (University of Lyon, Lyon, France), E. Ventou (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, France), T. Hashimoto (University of Lyon, Lyon, France), Simon Conseil (University of Lyon, Lyon, France), David Mary (Laboratoire Lagrange, Nice, France), Martin Shepherd (University of Lyon, Lyon, France), Mohammad Akhlaghi (University of Lyon, Lyon, France), Peter M. Weilbacher (Leibniz-Institut für Astrophysik Postdam, Postdam, Germany), Laure Piqueras (University of Lyon, Lyon, France), Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germany), David Lagattuta (University of Lyon, Lyon, France), Benoit Epinat (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, France; Aix Marseille Université, Marseille, France), Sebastiano Cantalupo (ETH Zurich, Zurich, Switzerland), Jean Baptiste Courbot (University of Lyon, Lyon, France; ICube, Université de Strasbourg, Strasbourg, France), Thierry Contini (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, France), Johan Richard (University of Lyon, Lyon, France), Rychard Bouwens (Leiden Observatory, Leiden, the Netherlands), Nicolas Bouché (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, France), Wolfram Kollatschny (AIG, Universität Göttingen, Göttingen, Germany), Joop Schaye (Leiden Observatory, Leiden, the Netherlands), Raffaella Anna Marino (ETH Zurich, Zurich, Switzerland), Roser Pello (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, France), Christian Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germany), Bruno Guiderdoni (University of Lyon, Lyon, France), Marcella Carollo (ETH Zurich, Zurich, Switzerland), S. Hamer (University of Lyon, Lyon, France), B. Clément (University of Lyon, Lyon, France), G. Desprez (University of Lyon, Lyon, France), L. Michel-Dansac (University of Lyon, Lyon, France), M. Paalvast (Leiden Observatory, Leiden, the Netherlands), L. Tresse (University of Lyon, Lyon, France), L. A. Boogaard (Leiden Observatory, Leiden, the Netherlands), J. Chevallard (Scientific Support Office, ESA/ESTEC, Noordwijk, the Netherlands) S. Charlot (Sorbonne University, Paris, France), J. Verhamme (University of Lyon, Lyon, France), Marijn Franx (Leiden Observatory, Leiden, the Netherlands), Kasper B. Schmidt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germany), Anna Feltre (University of Lyon, Lyon, France), Davor Krajnović (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germany), Eric Emsellem (ESO, Garching, Germany; University of Lyon, Lyon, France), Mark den Brok (ETH Zurich, Zurich, Switzerland), Santiago Erroz-Ferrer (ETH Zurich, Zurich, Switzerland), Peter Mitchell (University of Lyon, Lyon, France), Thibault Garel (University of Lyon, Lyon, France), Jeremy Blaizot (University of Lyon, Lyon, France), Edmund Christian Herenz (Department of Astronomy, Stockholm University, Stockholm, Sweden), D. Lam (Leiden University, Leiden, the Netherlands), M. Steinmetz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germany) и J. Lewis (University of Lyon, Lyon, France).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире наземная астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой совершенной в мире астрономической обсерватории видимого диапазона, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент для обзоров неба в видимом свете. ESO также является одним из основных партнеров крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: 89118230911
Сотовый: 89118230911
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

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

Jarle Brinchmann
University of Leiden
Netherlands
Сотовый: +31 6 50 92 51 89
Email: jarle@strw.leidenuniv.nl

Davor Krajnovic
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam
Germany
Сотовый: +49 160 24 34 574
Email: dkrajnovic@aip.de

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

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1738.

Изображения

Hubble Ultra Deep Field: вид с MUSE
Hubble Ultra Deep Field: вид с MUSE
Ультраглубокое поле Hubble Ultra Deep Field 2012
Ультраглубокое поле Hubble Ultra Deep Field 2012
Glowing haloes around distant galaxies
Glowing haloes around distant galaxies
только на английском

Видео

ESOCast 140 Light: MUSE погружается в Hubble Ultra Deep Field
ESOCast 140 Light: MUSE погружается в Hubble Ultra Deep Field
«Полет» вглубь снятого приемником MUSE поля Hubble Ultra Deep Field
«Полет» вглубь снятого приемником MUSE поля Hubble Ultra Deep Field
Панорама полученного с приемником MUSE изображения Hubble Ultra Deep Field
Панорама полученного с приемником MUSE изображения Hubble Ultra Deep Field
«Пролетая сквозь» полученный приемником MUSE снимок Hubble Ultra Deep Field
«Пролетая сквозь» полученный приемником MUSE снимок Hubble Ultra Deep Field
MUSE charts distances in the Hubble Ultra Dee Field
MUSE charts distances in the Hubble Ultra Dee Field
только на английском
MUSE reveals glowing haloes around distant galaxies
MUSE reveals glowing haloes around distant galaxies
только на английском

Также смотрите наши