En enorm europeisk astronomiundersökning, vars resultat släpps idag (21 december 2017), har avslöjat att synen på universum från traditionella optiska teleskop är allvarligt partisk.

Herschel ATLAS (H-ATLAS) var en undersökning gjord av ett internationellt team ledd av forskare vid Cardiff University med European Herschel Space Observatory i det långt infraröda vågbandet, som består av elektromagnetiska vågor med våglängder 200 gånger större än optiskt ljus.

Även om Herschel slutade observera 2013, Herschel-ATLAS-teamet har ägnat de senaste fem åren åt att analysera sina resultat, och idag släppte de sina sista bilder och kataloger, som består av en halv miljon galaxer som sänder ut långt infraröd strålning. Medan det optiska ljuset från galaxer är stjärnljus, den långt infraröda strålningen kommer från interstellärt damm, små fasta materialkorn mellan stjärnorna.

Galaxer, samlingar av stjärnor från 40, 000 till tusen miljarder stjärnor (vår innehåller ungefär en miljard) är de grundläggande byggstenarna i vårt universum. Sedan de upptäcktes för ungefär ett sekel sedan, det mesta vi vet om dem har kommit från optiska teleskop. Dock, när man tittar på i långt infrarött ljus, galaxpopulationen ser väldigt olika ut.

Initialt, teamet använde sina resultat för att mäta hur mycket damm det finns i galaxer idag.

Cardiff University Ph.D. student Rosie Beeston som ledde detta arbete sa:"Innan, astronomer försökte förstå hur mycket damm det finns miljarder ljusår bort men hade inte riktigt koll på hur mycket damm som finns i vår egen astronomiska bakgård eftersom det bara fanns ett par hundra mätningar. Nu har vi skapat en folkräkning av damm i över 15, 000 galaxer."

Förbryllande, teamet hittade också en mystisk klass av galaxer med mycket gas och ett större förhållande mellan damm och stjärnmassa än någon annan typ av galax. Dubbade BADGERS (Blue and Dusty Gas Rich Galaxies), dessa galaxer är djupt mystiska, eftersom de enorma mängderna damm borde dölja det mesta av det optiska ljuset, och dammet är också väldigt kallt.

Dr Loretta Dunne, forskarassistent vid universitetets institution för fysik och astronomi, blev förvånad över att upptäcka dessa udda nya galaxer:"Jag minns att jag kollade de optiska bilderna av våra ljusaste 300 galaxer och blev förvånad över att det mestadels var dessa riktigt rörigt utseende blå galaxer utan uppenbara tecken på damm. Det var inte alls vad jag var. förväntar sig att se, och det roliga var att jag hade detta eureka-ögonblick på Sydneys flygplats på väg till ett H-ATLAS-möte i Cardiff."

En annan upptäckt som teamet gjort har kullkastat astronomernas idéer om hur galaxer utvecklas. Alla nuvarande teorier om hur galaxer utvecklas är baserade på det grundläggande antagandet att det finns två klasser av galaxer:galaxer där stjärnor aktivt bildas och "vila galaxer" där stjärnbildningen i huvudsak har upphört. Detta antagande är baserat på årtionden av optiska undersökningar, som har funnit att de flesta galaxer är antingen blå (stjärnbildande) eller röda (vila). Förekomsten av dessa två klasser innebär att alla teorier måste inkludera en katastrofal process som plötsligt (i kosmiska termer) omvandlar en stjärnbildande galax till en vilande galax.

De flesta av de galaxer som upptäckts i Herschel ATLAS, dock, fall i den "gröna dalen" mellan den röda och den blå galaxen. Enligt professor Steve Eales, från Universitys School of Physics and Astronomy:"Denna upptäckt har kullkastat alla nuvarande teorier om hur galaxer utvecklas. Våra resultat visar att det verkligen bara finns en enda galaxklass. Det finns inte längre något behov av en våldsam process som förflyttar en galax snabbt från den ena klassen till den andra. Herschel har visat att galaxutvecklingen faktiskt är en ganska skonsam process."

Katalogen och bilderna som släpps av teamet idag kommer att vara en skattkammare för det världsomspännande samfundet av astronomer. Förutom att revolutionera vår syn på galaxer, katalogerna innehåller galaxer som sträcker sig från sådana i närheten till sådana som ses bara en miljard år efter big bang, tiotusentals galaxer förstorade med "gravitationslinser", och till och med små dammmoln i vår egen galax. Eftersom det inte finns något liknande uppdrag på ritbordet för varken Europeiska rymdorganisationen eller NASA, resultaten från undersökningen kommer att vara en grundläggande resurs för astronomer i decennier framöver.

Elisabetta Valiante, även av skolan, som ledde teamet som producerade galaxkatalogerna:"H-ATLAS-undersökningen är en milstolpe i historien om långt infraröd astronomi och jag förväntar mig att den ska vara en referens för nästa generations forskare som studerar bildandet av stjärnor och galaxer."