Ett internationellt samarbete mellan astronomer, ledd av en grupp vid Swiss Federal Institute of Technology (ETH) i Zürich, Schweiz, har använt den oöverträffade observerande kraften från MUSE på Very Large Telescope (VLT) vid ESO:s Paranal -observatorium för att studera gas kring avlägsna aktiva galaxer, mindre än två miljarder år efter Big Bang. Dessa aktiva galaxer, kallas kvasarer, innehåller supermassiva svarta hål i deras centrum, som förbrukar stjärnor, gas, och annat material till en extremt hög hastighet. Detta, i tur och ordning, får galaxcentrum att avge enorma mängder strålning, gör kvasarer till de mest lysande och aktiva föremålen i universum.

Studien omfattade 19 kvasarer, vald bland de ljusaste som kan observeras med MUSE. Tidigare studier har visat att cirka 10% av alla undersökta kvasarer var omgivna av glorier, tillverkad av gas som kallas det intergalaktiska mediet. Dessa glorier sträcker sig upp till 300 000 ljusår från kvasarnas centrum. Denna nya studie, dock, har fått en överraskning, med upptäckten av stora glorier omkring alla 19 kvasarer observerade - mycket mer än de två halor som förväntades statistiskt. Teamet misstänker att detta beror på den enorma ökningen av MUSE:s observerande kraft jämfört med tidigare liknande instrument, men ytterligare observationer behövs för att avgöra om så är fallet.

"Det är fortfarande för tidigt att säga om detta beror på vår nya observationsteknik eller om det är något märkligt med kvasarna i vårt urval. Så det finns fortfarande mycket att lära. Vi är bara i början av en ny era av upptäckter ", säger huvudförfattaren Elena Borisova, från ETH Zürich.

Studiens ursprungliga mål var att analysera universums gasformiga komponenter på de största skalorna; en struktur som ibland kallas den kosmiska banan, där kvasarer bildar ljusa noder. De gasformiga komponenterna i denna väv är normalt extremt svåra att upptäcka, så de upplysta gashalor som omger kvasarna ger ett nästan unikt tillfälle att studera gasen inom denna storskaliga kosmiska struktur.

De 19 nyupptäckta gloriorna avslöjade också en annan överraskning:de består av relativt kall intergalaktisk gas-cirka 10 000 grader Celsius. Denna uppenbarelse är starkt oenig med för närvarande accepterade modeller av galaxernas struktur och bildande, vilket tyder på att gas i så nära galaxer bör ha temperaturer uppåt en miljon grader.

Det är första gången som MUSE och dess unika observationsförmåga har använts för en undersökning av detta slag. Upptäckten visar instrumentets potential för att observera denna typ av objekt. Medförfattare Sebastiano Cantalupo är mycket upphetsad över det nya instrumentet och möjligheterna det ger:"Vi har utnyttjat de unika möjligheterna hos MUSE i denna studie, som kommer att bana väg för framtida undersökningar. I kombination med en ny generation av teoretiska och numeriska modeller, detta tillvägagångssätt kommer att fortsätta att ge ett nytt fönster om kosmisk strukturbildning och galaxutveckling. "

Denna forskning presenterades i tidningen "Ubiquitous giant Lyα nebulae around the brightest quasars at z ~ 3.5 avslöjade med MUSE", att visas i Astrofysisk tidskrift .