Denna färgbild visar regionen Hubble Ultra Deep Field, en liten men mycket studerad region i stjärnbilden Fornax, som observerats med MUSE -instrumentet på ESO:s Very Large Telescope. Men den här bilden ger bara en mycket delvis bild av rikedomarna i MUSE -data, som också ger ett spektrum för varje pixel i bilden. Denna datauppsättning har gjort det möjligt för astronomer att inte bara mäta avstånd för långt fler av dessa galaxer än tidigare - totalt 1600 - utan också att få veta mycket mer om var och en av dem. Överraskande hittades 72 nya galaxer som hade undvikit djupa avbildningar med rymdteleskopet NASA/ESA Hubble. Kredit:ESO/MUSE HUDF -samarbete
Astronomer som använder MUSE -instrumentet på ESO:s Very Large Telescope i Chile har gjort den djupaste spektroskopiska undersökningen någonsin. De fokuserade på Hubble Ultra Deep Field, mäta avstånd och egenskaper för 1600 mycket svaga galaxer inklusive 72 galaxer som aldrig har detekterats tidigare. Denna banbrytande dataset har redan resulterat i tio vetenskapliga artiklar som publiceras i ett specialnummer av Astronomi och astrofysik . Denna mängd nya information ger astronomer inblick i stjärnbildning i det tidiga universum.
MUSE HUDF Survey -teamet, ledd av Roland Bacon från Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon), Frankrike, använde MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) för att observera Hubble Ultra Deep Field, en mycket studerad lapp av den södra konstellationen Fornax (ugnen). Detta resulterade i de djupaste spektroskopiska observationer som någonsin gjorts; exakt spektroskopisk information mättes för 1600 galaxer, tio gånger så många galaxer som noggrant har uppnåtts inom detta område under det senaste decenniet med markbaserade teleskop.
De ursprungliga HUDF-bilderna var banbrytande djupfältobservationer med NASA/ESA Hubble-rymdteleskopet som publicerades 2004. De undersökte djupare än någonsin tidigare och avslöjade en menageri av galaxer som går tillbaka till mindre än en miljard år efter Big Bang. Området observerades därefter många gånger av Hubble och andra teleskop, vilket resulterar i den djupaste synen på universum hittills. Nu, trots djupet i Hubble -observationerna, MUSE har - bland många andra resultat - avslöjat 72 galaxer som aldrig tidigare setts i detta mycket lilla område på himlen.
Roland Bacon tar upp historien:"MUSE kan göra något som Hubble inte kan - det delar upp ljuset från varje punkt i bilden i dess komponentfärger för att skapa ett spektrum. Detta gör att vi kan mäta avståndet, färger och andra egenskaper hos alla galaxerna vi kan se - inklusive några som är osynliga för Hubble själv. "
MUSE -data ger en ny bild av dim, mycket avlägsna galaxer, sett nära universums början för cirka 13 miljarder år sedan. Den har upptäckt galaxer 100 gånger svagare än i tidigare undersökningar, lägga till ett redan rikt observerat fält och fördjupa vår förståelse av galaxer genom tiderna.
Undersökningen upptäckte 72 kandidatgalaxer som kallas Lyman-alfa-sändare som bara lyser i Lyman-alfa-ljus. Nuvarande förståelse för stjärnbildning kan inte helt förklara dessa galaxer, som bara verkar lysa starkt i den här färgen. Eftersom MUSE sprider ljuset i dess komponentfärger blir dessa objekt tydliga, men de förblir osynliga i djupa direkta bilder som de från Hubble.
"MUSE har den unika förmågan att extrahera information om några av de tidigaste galaxerna i universum - även i en del av himlen som redan är mycket välstuderad, "förklarar Jarle Brinchmann, huvudförfattare till en av tidningarna som beskriver resultaten från denna undersökning, från University of Leiden i Nederländerna och Institute of Astrophysics and Space Sciences vid CAUP i Porto, Portugal. "Vi lär oss saker om dessa galaxer som bara är möjliga med spektroskopi, såsom kemiskt innehåll och inre rörelser - inte galax för galax utan på en gång för alla galaxerna! "
En annan viktig upptäckt av denna studie var den systematiska upptäckten av lysande vätehalos runt galaxer i det tidiga universum, ge astronomer ett nytt och lovande sätt att studera hur material flyter in och ut från tidiga galaxer.
Många andra potentiella tillämpningar av denna datamängd utforskas i serien av papper, och de inkluderar att studera svaga galaxers roll under kosmisk återjonisering (startar bara 380 000 år efter Big Bang), galaxfusionstakt när universum var ung, galaktiska vindar, stjärnbildning samt kartläggning av stjärnornas rörelser i det tidiga universum.
"Anmärkningsvärt, dessa data togs alla utan användning av MUSEs senaste uppgradering av Adaptive Optics Facility. Aktiveringen av AOF efter ett decennium av intensivt arbete av ESO:s astronomer och ingenjörer lovar ännu mer revolutionerande data i framtiden, "avslutar Roland Bacon.
Denna forskning presenterades i en serie om 10 artiklar som skulle visas i tidningen Astronomi och astrofysik .
