Djupa observationer gjorda med MUSE-spektrografen på ESO:s Very Large Telescope har avslöjat enorma kosmiska reservoarer av atomärt väte som omger avlägsna galaxer. Den utsökta känsligheten hos MUSE möjliggjorde direkta observationer av dunkla moln av väte som glödde med Lyman-alfa-emission i det tidiga universum – vilket avslöjar att nästan hela natthimlen är osynligt glödande.

Ett oväntat överflöd av Lyman-alfa-emission i Hubble Ultra Deep Field-regionen (HUDF) upptäcktes av ett internationellt team av astronomer som använde MUSE-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope (VLT. Det upptäckta utsläppet täcker nästan hela synfältet – vilket leder till laget för att extrapolera att nästan hela himlen är osynligt glödande med Lyman-alfa-emission från det tidiga universum.

Astronomer har länge varit vana vid att himlen ser väldigt olika ut vid olika våglängder, men omfattningen av den observerade Lyman-alfa-emissionen var fortfarande överraskande. "Att inse att hela himlen lyser optiskt när man observerar Lyman-alfa-emissionen från avlägsna moln av väte var en bokstavligen ögonöppnande överraskning, " förklarade Kasper Borello Schmidt, en medlem av teamet av astronomer bakom detta resultat.

"Detta är en stor upptäckt!" lade till teammedlemmen Themiya Nanayakkara. "Nästa gång du tittar på den månlösa natthimlen och ser stjärnorna, föreställ dig det osynliga skenet av väte:universums första byggsten, lyser upp hela natthimlen."

HUDF-regionen som teamet observerade är ett annars omärkligt område i konstellationen Fornax (ugnen), som kartlades av NASA/ESA Hubble Space Telescope 2004, när Hubble tillbringade mer än 270 timmar av dyrbar observationstid på att titta djupare än någonsin tidigare i denna region av rymden.

HUDF-observationerna avslöjade tusentals galaxer utspridda över vad som såg ut att vara en mörk himmelfläck, ger oss en ödmjuk bild av universums skala. Nu, de enastående egenskaperna hos MUSE har gjort det möjligt för oss att titta ännu djupare. Detekteringen av Lyman-alfa-emission i HUDF är första gången som astronomer har kunnat se detta svaga utsläpp från de tidigaste galaxernas gashöljen. Den här sammansatta bilden visar Lyman-alfa-strålningen i blått ovanpå den ikoniska HUDF-bilden.

MUSA, instrumentet bakom dessa senaste observationer, är en toppmodern integralfältspektrograf installerad på Unit Telescope 4 av VLT vid ESO:s Paranal Observatory. När MUSE observerar himlen, den ser fördelningen av våglängder i ljuset som träffar varje pixel i dess detektor. Att titta på hela spektrat av ljus från astronomiska objekt ger oss djupa insikter om de astrofysiska processer som sker i universum.

"Med dessa MUSE-observationer, vi får en helt ny syn på de diffusa gas-'kokongerna' som omger galaxer i det tidiga universum, " kommenterade Philipp Richter, en annan medlem i laget.

Det internationella teamet av astronomer som gjorde dessa observationer har preliminärt identifierat vad som får dessa avlägsna moln av väte att avge Lyman-alfa, men den exakta orsaken förblir ett mysterium. Dock, eftersom detta svaga allestädes närvarande sken tros vara allestädes närvarande på natthimlen, framtida forskning förväntas belysa dess ursprung.

"I framtiden, vi planerar att göra ännu känsligare mätningar, avslutade Lutz Wisotzki, ledare för laget. "Vi vill ta reda på detaljerna om hur dessa enorma kosmiska reservoarer av atomärt väte är fördelade i rymden."