eso1832hu — Tudományos közlemények

Az Univerzum láthatatlan tüneménye

A MUSE spektrográf mérései szerint szinte a teljes égbolt a korai Univerzum ultraibolya sugárzásának utófényében parázslik

2018. október 1.

Az ESO VLT távcsőegyüttesének MUSE műszerével végzett mélyészlelések távoli galaxisok körüli hatalmas kozmikus hidrogénraktárak létezésére utalnak. A MUSE kivételes érzékenysége lehetővé tette a halvány hidrogénfelhők Lyman-alfa-sugárzása utófényének közvetlen detektálását, csaknem az egész égbolt láthatatlan izzásának felfedését.

Egy nemzetközi csillagászcsoport az ESO VLT távcsőegyüttesének MUSE műszerével a hidrogén Lyman-alfa-sugárzásának váratlan többletét fedezte fel a Hubble Ultramélyvizsgálati Mezőben (Hubble Ultra Deep Field, HUDF). A detektált sugárzás csaknem az egész látómezőt lefedte, ez alapján pedig a csoport azt feltételezi, hogy gyakorlatilag az egész égbolt a korai Univerzum láthatatlan Lyman-alfa sugárzásának utófényében tündököl [1].

A csillagászok számára már nagyon régóta nem szokatlan, hogy az égbolt különböző hullámhosszakon nagyon eltérően néz ki, a Lyman-alfa-emisszió utófényének kiterjedése azonban mégis meglepte őket. „A felismerés, hogy a távoli hidrogénfelhők Lyman-alfa-sugárzásának észlelésekor az egész égbolt szinte »parázslik« az optikai tartományban, szó szerint szemünket felnyitó meglepetés volt” – magyarázta Kasper Borello Schmidt, a kutatócsoport egyik tagja.

„Nagyon különleges felfedezés!” – tette hozzá a csoport egy másik tagja, Themiya Nanayakkara. „Ha legközelebb felnézel a Hold nélküli éjszakai égboltra, a csillagokat csodálva jusson eszedbe az Univerzum alapvető építőkövének, a hidrogénnek egész égboltot beragyogó láthatatlan sugárzása.”

A csoport által letapogatott HUDF egy amúgy szinte figyelemre sem méltó régió a Fornax (Kemence) csillagképben, amelyet az tett ismertté, hogy a NASA/ESA Hubble-űrtávcsöve – minden addiginál messzebb tekintve az űr mélységeibe – több mint 270 órányi megfigyeléssel 2004-ben alaposan feltérképezte a területet.

A HUDF-észlelések felfedték, hogy az ég egyébként szinte teljesen sötétnek tűnő foltját galaxisok ezrei népesítik be, megrázóan érzékeltetve jelentéktelenségünket az Univerzum méretéhez képest. A MUSE kimagasló képességeinek köszönhetően most azonban még messzebbre tekinthettünk. A Lyman-alfa-sugárzás utófényének detektálása a Hubble Ultramélyvizsgálati Mezőben az első alkalom, hogy a csillagászok megpillanthatták a legelső galaxisokat övező gázburkok ezen halvány emisszióját. A címkép az ikonikus HUDF-képre montírozva mutatja a Lyman-alfa-sugárzás utófényét.

A MUSE műszer, amellyel a megfigyeléseket végezték, az egyik legkorszerűbb látómező-integráló spektrográf, az ESO Paranal Obszervatóriuma VLT távcsőegyüttesének 4. egységén működik [2]. Az észlelések során a MUSE képes a detektora minden egyes pixelére eső fény spektrumát előállítani. A csillagászati objektumokról érkező fény teljes színképének vizsgálatával pedig mélyebb betekintést nyerhetünk az Univerzumban zajló asztrofizikai folyamatokba [3].

„A MUSE-észlelések a korai Univerzum galaxisait övező diffúz »gázgubók« teljesen új képét tárják elénk” – mutatott rá a csapat egy másik tagja, Philipp Richter.

A megfigyeléseket végző nemzetközi csillagászcsoport próbált arra is magyarázatot találni, hogy mi készteti a távoli hidrogénfelhőket a Lyman-alfa-sugárzás kibocsátására, de a pontos ok egyelőre még rejtély. Mivel azonban úgy vélik, hogy a sugárzás az egész éjszakai égboltot lefedi, a jövőbeli kutatások minden bizonnyal feltárják majd az eredetét.

„A jövőben még érzékenyebb mérések elvégzését tervezzük” – mondta el zárásként Lutz Wisotzki, a csoport vezetője. „Szeretnénk részletesen feltérképezni az atomos hidrogén hatalmas kozmikus raktárainak térbeli eloszlását.”

Megjegyzés

[1] Az elektromágneses sugárzás megdöbbentően nagy, ám mégis csak véges sebességgel terjed, ami azt jelenti, hogy a rendkívül nagy távolságban lévő galaxisok fénye hosszú ideig utazott, mielőtt elérte a Földet, így ablakot nyit a múltra, mikor az Univerzum még sokkal fiatalabb volt.

[2] A VLT 4. egységén (Yepun) több kivételesen fejlett technológiájú műszer működik, például az AOF adaptív optikai berendezés (Adaptive Optics Facility), amelyet az Amerikai Optikai Társaság éppen most tüntetett ki a 2018-as Paul F. Forman Mérnökcsoporti Kiválósági Díjjal.

[3] A MUSE által utófényként észlelt Lyman-alfa-sugárzás a hidrogénatomok atomi elektronátmeneteihez kötődik, amelyek során azok 122 nanométer körüli hullámhosszúságú sugárzást bocsátanak ki. Ezt azonban a Föld légköre teljes egészében elnyeli. Csak a rendkívül nagy távolságban lévő galaxisok Lyman-alfa-sugárzása vöröseltolódott utófényének elegendően nagy a hullámhossza ahhoz, hogy akadálytalanul áthatolhasson bolygónk atmoszféráján, és így az ESO földi távcsövei is detektálhassák.

További információ

A kutatás eredményeit a Nature magazinban ma megjelent „Nearly 100% of the sky is covered by Lyman-α emission around high redshift galaxies” c. szakcikk részletezi.

A kutatócsoport tagjai: Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Németország), Roland Bacon (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Université de Lyon, Franciaország), Jarle Brinchmann (Universiteit Leiden, Hollandia; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugália), Sebastiano Cantalupo (ETH Zürich, Svájc), Philipp Richter (Universität Potsdam, Németország), Joop Schaye (Universiteit Leiden, Hollandia), Kasper B. Schmidt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Németország), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Németország), Peter M. Weilbacher (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Németország), Mohammad Akhlaghi (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Université de Lyon, Franciaország), Nicolas Bouché (Université de Toulouse, Franciaország), Thierry Contini (Université de Toulouse, Franciaország), Bruno Guiderdoni (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, L’Université de Lyon, Franciaország), Edmund C. Herenz (Stockholms universitet, Svédország), Hanae Inami (L’Université de Lyon, Franciaország), Josephine Kerutt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Németország), Floriane Leclercq (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon,L’Université de Lyon, Franciaország), Raffaella A. Marino (ETH Zürich, Svájc), Michael Maseda (Universiteit Leiden, Hollandia), Ana Monreal-Ibero (Instituto Astrofísica de Canarias, Spain; Universidad de La Laguna, Spanyolország), Themiya Nanayakkara (Universiteit Leiden, Hollandia), Johan Richard (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon,L’Université de Lyon, Franciaország), Rikke Saust (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Németország), Matthias Steinmetz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Németország), and Martin Wendt (Universität Potsdam, Németország).

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort  egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése fókuszál annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb látható hullámhosszakon üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső. A világ legnagyobb égboltfelmérő teleszkópja, a VISTA az infravörös hullámhossztartományban működik, míg a VLT Égboltfelmérő Távcső az optikai hullámhosszak legnagyobb dedikált égboltfelmérő műszere. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39-méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Linkek

Kapcsolat

Lutz Wisotzki
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
Potsdam, Germany
Telefon: +49 331 7499 532
E-mail: lwisotzki@aip.de

Roland Bacon
MUSE Principal Investigator / Lyon Centre for Astrophysics Research (CRAL)
Lyon, France
Mobil: +33 6 08 09 14 27
E-mail: rmb@obs.univ-lyon1.fr

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso1832 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso1832hu
Név:Hubble Ultra Deep Field
Típus:Early Universe : Cosmology : Morphology : Deep Field
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE

Képek

Az Univerzum láthatatlan tüneménye
Az Univerzum láthatatlan tüneménye
A Hubble Ultramélyvizsgálati Mező körüli égboltrész a Digitized Sky Survey égboltfelmérésből
A Hubble Ultramélyvizsgálati Mező körüli égboltrész a Digitized Sky Survey égboltfelmérésből
A Hubble Ultramélyvizsgálati Mező a Kemence csillagképben
A Hubble Ultramélyvizsgálati Mező a Kemence csillagképben

Videók

Az Univerzum láthatatlan tüneménye (4K UHD)
Az Univerzum láthatatlan tüneménye (4K UHD)

Tekintse meg