Pressmeddelande

Universum glöder

Spektrografen MUSE avslöjar att nästan hela himlen i det unga universum glöder med Lyman-alfa ljus

1 oktober 2018

Djupa observationer som gjorts med spektrografen MUSE på ESO:s Very Large Telescope har avslöjat att enorma reserver av väteatomer som omger avlägsna galaxer. Tack vare MUSE utsökta känslighet har forskare kunnat direkt observera ljussvaga moln av väte från det unga universum som glöder med Lyman-alfa-emission. Det har avslöjat att nästan hela himlen är fylld med en osynlig glöd.

Ett oväntat överflöd av Lyman-alfa-strålning har upptäckts i en del av himlen som kallas Hubble Ultra Deep Field (HUDF). Bakom upptäckten står ett internationellt forskarlag som har använt instrumentet MUSE som sitter på ESO:s Very Large Telescope (VLT). Eftersom det oväntade ljuset täcker nästan hela synfältet drar forskarlaget slutsatsen att glöden av Lyman-alfa-ljus från det unga universum måste täcka nästan hela himlen [1].

Astronomer har sedan länge vant sig vid att himlen ser väldigt olika ut vid olika våglängder, men forskarna har ändå överraskats av omfattningen av det Lyman-alfa-ljuset som nu observerats.

Kasper Borello Schmidt ingår i forskarlaget bakom upptäckten.

– Att inse att hela himlen glöder i synligt ljus när vi observerar Lyman-alfa-strålning från avlägsna moln av väte var bokstavligen en ögonöppnande överraskning, förklarar han.

Themiya Nanayakkara tillhör också forskarlaget bakom upptäckten och tillägger:

– Detta är en fantastisk upptäckt. Nästa gång som du tittar upp på en månlös natthimmel och ser stjärnorna kan du också föreställa dig glöden du inte ser från väte, den första av universums byggstenar, som lyser upp hela natthimlen.

Den del av himlen som teamet studerade, HUDF, är en annars oansenlig del av stjärnbilden Ugnen. Området blev berömt då den 2004 kartlades av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble. Hubbleteleskopet ägnade mer än 270 timmar av dyrbar observationstid för att göra en rekordartad långexponering av denna del av rymden.

Observationerna av HUDF avslöjade redan då tusentals galaxer som låg utspridda över vad som annars såg ut som en mörk fläck på himlen, och gav en känsla av universums överväldigade storlek. Nu tack vare MUSE utmärkta känslighet ser vi ännu djupare. Nu när Lyman-alfa-ljuset upptäckts i HUDF är det första gången som astronomer har kunnat se denna svaga strålning från de tidigaste galaxernas gasfyllda höljen. I den här bilden visas Lyman-alfa-ljuset i blått tillsammans med Hubbleteleskopets ikoniska HUDF-bild.

MUSE, instrumentet bakom de senaste observationerna, är en toppmodern tredimensionell spektrograf på enhetsteleskop 4 i VLT vid ESO:s Paranalobservatorium [2]. När MUSE observerar natthimlen ser det fördelningen av ljuset i olika våglängder som träffar varje pixel i dess detektor. Att titta på hela spektrumet av ljus från en källa på himlen ger oss en djupare insikt i de astrofysikaliska processerna som pågår i universum [3].

– Med dessa observationer från MUSE får vi en helt ny inblick i de “kokonger” av diffus gas som omger galaxerna i det unga universum, kommenterar Philipp Richter, även han medlem i forskarlaget bakom upptäckten.

Just varför dessa avlägsna vätemoln sänder ut Lyman-alfa-ljus är fortfarande ett mysterium, men det internationella forskarlaget som genomförde observationerna tror sig vara orsaken på spåren. Eftersom denna ljussvaga glöd finns allestädes närvarande på natthimlen väntas framtida forskning kasta nytt ljus på dess ursprung.

Astronomen Lutz Wistzki ledde forskarlaget bakom upptäckten.

– I framtiden planerar vi att genomföra än mer känsliga mätningar. Vi vill i detalj ta reda på hur dessa enorma kosmiska reserver av atomärt väte är fördelade genom rymden, avslutar han.

Noter

[1] Ljus färdas oerhört fort genom rymden, men hastigheten är ändå begränsad. Det innebär att det tog en lång tid för ljus från extremt avlägsna galaxer att nå jorden, vilket ger oss en inblick i det förflutna när universum fortfarande var ungt.

[2] Enhetsteleskop 4, Yepun, vid VLT är värd till en unik uppsättning av vetenskapliga instrument och tekniskt avancerade system, bland dem Adaptive Optics Facility som nyligen tilldelades utmärkelsen Paul F. Forman Team Engineering Excellence Award för 2018 av American Optical Society.

[3] Den Lyman-alfa-strålning som MUSE observerat alstras av atomära elektronövergångar i väteatomer som strålar ut ljus med en våglängd omkring 122 nanometer. Vanligen absorberas denna strålning av jordens atmosfär. Det är bara rödförskjuten Lyman-alfa-ljus från extremt avlägsna galaxer som har tillräckligt lång våglängd för att utan hinder kunna passera genom jordens atmosfär och därmed upptäckas av ESO:s markbaserade teleskop.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel med titel “Nearly 100% of the sky is covered by Lyman-α emission around high redshift galaxies” som publiceras idag i tidskriften Nature.

Forskarlaget består av Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Roland Bacon (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Université de Lyon, Frankrike), Jarle Brinchmann (Universiteit Leiden, Nederländerna; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal), Sebastiano Cantalupo (ETH Zürich, Schweiz), Philipp Richter (Universität Potsdam, Tyskland), Joop Schaye (Universiteit Leiden, Nederländerna), Kasper B. Schmidt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Peter M. Weilbacher (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Mohammad Akhlaghi (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Université de Lyon, Frankrike), Nicolas Bouché (Université de Toulouse, Frankrike), Thierry Contini (Université de Toulouse, Frankrike), Bruno Guiderdoni (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, L’Université de Lyon, Frankrike), E. Christian Herenz (Stockholms universitet, Sverige), Hanae Inami (L’Université de Lyon, Frankrike), Josephine Kerutt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Floriane Leclercq (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, L’Université de Lyon, Frankrike), Raffaella A. Marino (ETH Zürich, Schweiz), Michael Maseda (Universiteit Leiden, Nederländerna), Ana Monreal-Ibero (Instituto Astrofísica de Canarias, Spanien; Universidad de La Laguna, Spanien), Themiya Nanayakkara (Universiteit Leiden, Nederländerna), Johan Richard (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, L’Université de Lyon, Frankrike), Rikke Saust (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Matthias Steinmetz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland) och Martin Wendt (Universität Potsdam, Tyskland).

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 15 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Bilder på MUSE

• Bilder på VLT

Kontakter

Lutz Wisotzki
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
Potsdam, Germany
Tel: +49 331 7499 532
E-post: lwisotzki@aip.de

Roland Bacon
MUSE Principal Investigator / Lyon Centre for Astrophysics Research (CRAL)
Lyon, France
Mobil: +33 6 08 09 14 27
E-post: rmb@obs.univ-lyon1.fr

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: pio@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1832 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.