Lehdistötiedote

Syvä silmäys maailmankaikkeuteen kolmessa ulottuvuudessa

MUSE jatkaa Hubblea pitemmälle

26. helmikuuta 2015

ESO:n VLT-teleskoopin MUSE-havaintolaite on tuottanut tähtitieteilijöille kaikkien aikojen parhaan kolmiulotteisen kuvan syvästä maailmankaikkeudesta. Katsottuaan Hubblen eteläistä syvää kenttää vain 27 tunnin ajan, uudet havainnot paljastavat paljon aikaisempaa useampien galaksien etäisyydet, liikkeet ja muut ominaisuudet tässä pikkuruisessa osassa taivasta. Ne jatkavat Hubblea pitemmälle ja paljastavat aiemmin näkymättömiä kohteita.

Ottamalla hyvin pitkiä valotuksia taivaan alueista tähtitieteilijät ovat muodostaneet monia syviä kuvia, jotka ovat paljastaneet paljon varhaisesta maailmankaikkeudesta. Näistä kuuluisin on alkuperäinen Hubblen syvä kuva, jonka NASA:n ja ESA:n Hubblen avaruusteleskooppi otti useiden päivien aikana vuoden 1995 lopulla. Tämä näyttävä ja kuuluisa kuva muutti nopeasti käsitystämme nuoren maailmankaikkeuden sisällöstä. Sitä seurasi kahta vuotta myöhemmin samanlainen näkymä eteläiseltä taivaalta — eteläinen Hubblen syvä kuva.

Nämä kuvat eivät kuitenkaan vastanneet kaikkiin kysymyksiin. Saadakseen selville lisää syvien kuvien galakseista tähtitieteilijöiden piti huolellisesti tutkia jokaista muilla havaintolaitteilla, mikä on vaikeaa ja aikaavievää. Nyt kuitenkin ensimmäistä kertaa uusi MUSE-havaintolaite voi tehdä molemmat kerralla, ja paljon nopeammin.

Yksi ensimmäisiä MUSE:n havaintoja sen jälkeen, kun se otettiin VLT-teleskoopilla käyttöön vuonna 2014, oli syynätä pitkään ja tarkkaan eteläisen Hubblen syvän kuvan kenttää (HDF-S). Tulokset ylittivät odotukset.

"Vain muutamien tuntien havainnoinnin jälkeen teleskoopilla katsoimme pikaisesti havaintoaineistoa ja löysimme monia galakseja. Se oli hyvin rohkaisevaa. Palattuamme Eurooppaan aloimme tutkia aineistoa tarkemmin. Se oli kuin syvänmerenkalastusta ja jokainen uusi saalis sai aikaiseksi paljon innostusta ja keskustelua löytämistämme lajeista," selitti Roland Bacon (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Ranska, CNRS), MUSE-havaintolaitteen vastaava tutkija ja käyttöönottoryhmän johtaja.

Jokaista MUSE:n kuvan osaa HDF-S -kentästä ei vastannut vain yksi kuvan pikseli vaan myös spektri, joka paljasti kyseisen kohdan valon erilaisten osavärien kirkkauden — kaikkiaan noin 90 000 spektriä [1]. Nämä voivat paljastaa satojen kaukaisten galaksien etäisyyden, koostumuksen ja sisäiset liikkeet, sekä myös taltioida pienen määrän hyvin himmeitä Linnunradan tähtiä.

Vaikka valotusaika kokonaisuudessaan oli paljon lyhyempi kuin Hubblen kuvissa, MUSE:n aineisto HDF-S -kentästä paljasti tältä pieneltä taivaan alueelta yli kaksikymmentä hyvin himmeää kohdetta, joita Hubble ei nähnyt laisinkaan [2].

"Suurin innostus tuli, kun löysimme hyvin kaukaisia galakseja, jotka eivät olleet edes näkyvissä kaikkein syvimmässä Hubblen kuvassa. Tehtyämme niin monia vuosia kovasti töitä havaintolaitteen eteen, minulle oli mahtava kokemus nähdä unelmiemme tulevan todeksi," lisää Roland Bacon.

Tutkimalla tarkasti kaikkia MUSE:n havaintojen spektrejä HDF-S -kentästä tutkimusryhmä mittasi 189 galaksin etäisyydet. Ne vaihtelivat suhteellisen lähellä olevista sellaisiin, jotka havaittiin maailmankaikkeuden ollessa alle miljardin vuoden ikäinen. Tämä on yli kymmenen kertaa aikaisemmin tälle taivaan alueelle mitattujen etäisyyksien määrä.

Läheisemmistä galakseista MUSE voi tehdä enemmän mittauksia ja selvittää yhden ja saman galaksin eri osien erilaisia ominaisuuksia. Tämä paljastaa kuinka galaksi kiertää keskustansa ympäri ja kuinka muut ominaisuudet vaihtelevat paikasta toiseen. Tämä on tehokas tapa ymmärtää kuinka galaksit kehittyvät kosmisen ajan halki.

"Nyt kun olemme osoittaneet MUSE:n ainutkertaisen kyvyn tutkia syvää maailmankaikkeutta, aiomme katsoa muita syviä kuvia, kuten Hubblen erittäin syvää kuvaa, Hubble Ultra Deep field. Kykenemme tutkimaan tuhansia galakseja ja löytämään uusia erittäin himmeitä ja etäisiä galakseja. Nämä pienet vauvagalaksit, jotka nähdään sellaisina kuin ne olivat yli 10 miljardia vuotta sitten, kasvoivat hiljalleen tullen nykyään näkemiksemme Linnunradan kaltaisiksi galakseiksi," päättää Roland Bacon.

Lisähuomiot

[1] Kukin spektri kattaa aallonpituusalueen spektrin siniseltä alueelta lähi-infrapunaan (475‒930 nanometriä).

[2] MUSE on erityisen herkkä kohteille, jotka säteilevät suurimman osan energiastaan tietyillä erityisillä aallonpituuksilla näiden ilmaantuessa kirkkaina täplinä havaintoaineistoon. Varhaisen maailmankaikkeuden galakseilla on tyypillisesti tällainen spektri, sillä niissä on kuumien, nuorten tähtien ultraviolettivalossa hohtavaa vetykaasua.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "The MUSE 3D view of the Hubble Deep Field South”, jonka kirjoittivat R. Bacon et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics 26. helmikuuta 2015.

Tutkimusryhmään kuuluvat R. Bacon (Observatoire de Lyon, CNRS, Université Lyon, Saint Genis Laval, Ranska [Lyon]), J. Brinchmann (Leidenin observatorio, Leidenin yliopisto, Leiden, Alankomaat [Leiden]), J. Richard (Lyon), T. Contini (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, CNRS, Toulouse, Ranska; Université de Toulouse, Ranska [IRAP]), A. Drake (Lyon), M. Franx (Leiden), S. Tacchella (ETH Zürich, Tähtitieteen laitos, Zürich, Sveitsi [ETH]), J. Vernet (ESO, Garching, Saksa), L. Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Saksa [AIP]), J. Blaizot (Lyon), N. Bouché (IRAP), R. Bouwens (Leiden), S. Cantalupo (ETH), C.M. Carollo (ETH), D. Carton (Leiden), J. Caruana (AIP), B. Clément (Lyon), S. Dreizler (Institut für Astrophysik, Universität Göttingen, Göttingen, Saksa [AIG]), B. Epinat (IRAP; Aix Marseille Université, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, Ranska), B. Guiderdoni (Lyon), C. Herenz (AIP), T.-O. Husser (AIG), S. Kamann (AIG), J. Kerutt (AIP), W. Kollatschny (AIG), D. Krajnovic (AIP), S. Lilly (ETH), T. Martinsson (Leiden), L. Michel-Dansac (Lyon), V. Patricio (Lyon), J. Schaye (Leiden), M. Shirazi (ETH), K. Soto (ETH), G. Soucail (IRAP), M. Steinmetz (AIP), T. Urrutia (AIP), P. Weilbacher (AIP) ja T. de Zeeuw (ESO, Garching, Saksa; Leiden).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Roland Bacon
CRAL - Centre de recherche astrophysique de Lyon
Saint-Genis-Laval, France
Puh.: +33 478 86 85 59
Matkapuhelin: +33 608 09 14 27
Sähköposti: roland.bacon@univ-lyon1.fr

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media