Pillantás a világegyetem legmélyére

A Hubble Ultra Deep Field (HUDF) az emberiség által készített legmélyebb felvétel a távoli világegyetemről. A Hubble-űrtávcső összesen 50 napnyi műszeridejét szentelték a HUDF megfigyelésének. Az égterület tízezernyi távoli és nagyon halvány galaxisa közül 1600-at most az Európai Déi Obszervatórium (ESO) Chilében működő egyik 8,2 m-es VLT (Very Large Telescope) távcsövén lévő MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) képalkotó spektrográfjával is tanulmányozták. A Roland Bacon (Centre de recherche astrophysique de Lyon) által vezetett kutatócsoport az eddigi legmélyebb és legrészletesebb spektroszkópiai megfigyeléseket végezte el a korai világegyetemről. A HUDF területről a megelőző tíz év során számos földi távcső aprólékos munkájával is csupán tizedennyi galaxisról tudtak spektroszkópiai adatokat gyűjteni.

A Hubble Ultra Deep Field az ESO egyik 8,2 m-es VLT távcsövén működő MUSE képalkotó spektrográf felvételén. Ez a kép azonban a műszer adatainak csak egy kicsiny töredékét mutatja. A MUSE a képpontokról részletes spektrumot is felvett, méghozzá egyszerre mindegyikről. Forrás: ESO/MUSE HUDF együttműködés.

“A MUSE képes valamire, amire a Hubble-űrtávcső nem. A kép minden egyes pontján beérkező fényt fel tudja bontani hullámhossz szerint, vagyis egyedi spektrumokat tud felvenni egyszerre minden képpontban.” – magyarázza Bacon. – „Ezáltal meg tudjuk mérni a látómező minden egyes galaxisának a távolságát, színét és egyéb tulajdonságait. Köztük olyan galaxisokét is, amelyeket még a Hubble sem vett észre.”

A MUSE adatok új, minden eddiginél pontosabb képet festenek a halvány, nagyon távoli csillagvárosokról, melyeket nem sokkal a világegyetem 13,8 milliárd évvel ezelőtti keletkezése utáni, egészen fiatal állapotukban figyelhetünk meg. A műszerrel a korábbi felméréseknél százszor halványabb galaxisokat is észlelni tudnak, ami nagyot lendített a már eddig is behatóan vizsgált égterület megismerésén.

A felmérés során a csillagászok találtak 72 olyan galaxis-jelöltet is, amelyek csak egyetlen ultraibolya hullámhosszon, a hidrogén Lyman-alfa vonalában világítanak. A jelenlegi ismereteinkkel nem tudjuk megmagyarázni ezeknek a galaxisoknak a keletkezését. Ezek az égitestek csak a MUSE spektroszkópiai képességei miatt váltak láthatóvá, és még a Hubble-űrtávcső hosszas megfigyelése sem tudta őket kimutatni.

„A MUSE képes a már eddig is alaposan tanulmányozott égterület néhány legkorábbi galaxisáról is új információkatt feltárni.” – magyarázza Jarle Brinchmann (Leideni Egyetem, Hollandia és Institute of Astrophysics and Space Sciences at CAUP, Porto, Portugália), a felmérés eredményeit ismertető tíz szakcikk egyikének első szerzője. – „Olyan dolgokat tártunk fel ezekről a csillagvárosokról, amit spektroszkópia nélkül lehetetlen lett volna. Megismertük például a galaxisok kémiai összetételét és a belső mozgásaikat – ráadásul mindezt nem egyesével, hanem egyszerre mindről!”

A tanulmány egy másik fontos eredménye volt a korai galaxisok körüli fényes hidrogénhalók kimutatása. Ezek révén a születő galaxisokba történő anyagbehullás, illetve a galaxisból történő kiáramlás tanulmányozható. De a MUSE adatok még sok további újdonságot is feltártak. Már az eddigi eredmények feldolgozása is egy tíz tudományos cikkből álló sorozatot tesz ki. Ezekben egyebek mellett beszámolnak a kutatók a korai galaxisok összeolvadási üteméről, a galaxisok szeléről, a csillagkeletkezésről, és a korai világegyetem csillagainak mozgásáról is.

„És ezeket az adatokat még a MUSE műszerhez fejlesztett, a képminőséget jelentősen javító adaptív optika üzembehelyezése előtt vettük fel. Az adaptív optika bekapcsolása után rengeteg további forradalmi újdonságra számítunk ettől a képalkotó spektrográftól.” – zárja értékelését Roland Bacon.

Forrás: ESO