Pressmeddelande

Att se djupt in i universum i 3D

MUSE tar oss bortom Hubble

26 februari 2015

Tack vare MUSE vid ESO:s Very Large Telescope har astronomer fått sin hittills bästa tredimensionella inblick i det avlägsna universum. Efter att ha stirrat mot området Hubble Deep Field South under drygt 27 timmar har de nya observationerna kunnat mäta upp avstånden, rörelserna och andra egenskaper hos långt fler avlägsna galaxer i denna lilla bit av himlen än vad som tidigare varit möjligt. Mätningarna bräcker dessutom Hubbleteleskopet med upptäckten av tidigare osynliga objekt.

Genom att ta många bilder av samma områden i himlen har astronomer skapat flera djupa långexponeringar som har avslöjat mycket om det unga universum. Den mest välkända av dessa var den första bilden i serien Hubble Deep Field, som togs av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble under flera dagar i december 1995. Den spektakulära och ikoniska bilden förvandlade snabbt vår uppfattning om innehållet i det unga universum. Två år senare kom uppföljaren Hubble Deep Field South, som gav en liknande vy mot en del av den södra himlen.

Men bilderna höll inte på alla svaren. För att få reda på mer om galaxerna i de djupa långexponeringarna behövde astronomer noggrant studerat var och en av dem med andra instrument: ett besvärligt och tidskrävande arbete. Men nu kan det nya instrumentet MUSE för första gången göra båda jobben samtidigt – och mycket snabbare dessutom.

En av de första observationerna med MUSE efter att det installerades på VLT under 2014 var en lång och intensiv titt på Hubble Deep Field South (HDF-S). Resultaten översteg förväntan.

Roland Bacon, astronom vid Lyons centrum för astrofysikforskning, Frankrike och vetenskaplig projektledare för MUSE, ledde teamet som gjorde instrumentets första testobservationer.

– Efter bara några timmar av observationer vid teleskopet tog vi en snabb titt på mätningarna och såg många galaxer. Det var väldigt uppmuntrande. När vi kom tillbaka till Europa började vi utforska mätningarna i mer detalj. Det var som att fiska i djupt vatten – med varje ny fångst kom ny spänning och nya diskussioner kring arterna som vi hittat, berättar han.

För varje liten del av MUSE synfält mot HDF-S finns det inte bara en pixel i bilden, utan också ett spektrum. Varje spektrum avslöjar i sin tur ljusets alla färgnyanser i den delen av himlen – drygt 90 000 spektrum totalt [1]. Med hjälp av dessa kan man bestämma avstånd, kemisk sammansättning och interna rörelser hos hundratals avlägsna galaxer – och samtidigt fånga upp ett litet antal väldigt ljussvaga stjärnor i Vintergatan.

Trots att den totala exponeringstiden var mycket kortare än för Hubbles bilder så har MUSE:s mätningar av HDF-S ändå upptäckt fler än tjugo mycket ljussvaga objekt i denna lilla del av himlen, källor som Hubble inte upptäckte över huvudtaget [2].

– Mest exalterade blev vi när av upptäckten av väldigt avlägsna galaxer som inte var synliga ens i Hubbles djupaste bild. Efter så många år av hårt arbete med instrumentet var det en mäktig upplevelse för mig att se våra drömmar bli till verklighet, tillägger Roland Bacon.

Genom att noggrant titta på spektrumen från MUSE:s observationer av HDF-S har forskargruppen mätt avstånden till 189 galaxer. Bland de fanns några som är relativt nära, men också några som är så långt bort att vi ser dem som de var då universum var mindre än en miljard år gammalt. Totalt kunde man mäta avstånd till tio gånger fler objekt i detta område på himlen än vad som tidigare gjorts.

För de mer närliggande galaxerna kan MUSE göra mycket mer genom att titta på olika egenskaper i olika delar av galaxerna. Detta avslöjar hur galaxen roterar och hur andra egenskaper varierar utmed galaxen. Detta är ett kraftfullt sätt att förstå hur galaxerna utvecklas under universums livstid.

– Nu när vi har visat upp MUSE:s unika möjligheter för att utforska det djupa universum ska vi titta på andra fält där djupa långexponeringar gjorts, som till exempel Hubble Ultra Deep Field. Vi kommer att kunna studera tusentals galaxer och upptäcka väldigt ljussvaga och avlägsna galaxer. Dessa små, unga galaxer, som vi ser som de var mer än 10 miljarder år bakåt i tiden, växer gradvis upp till att bli galaxerna som vi ser idag, som till exempel Vintergatan, avslutar Roland Bacon. 

Noter

[1] Varje spektrum täcker ett vågländsintervall från de blå delarna av spektrumet ändå ut till kortvågigt infrarött ljus (375-930 nanometer).

[2] MUSE är framförallt känslig för objekt som skickar ut det mesta av sin energi i ett fåtal specifika våglängder eftersom dessa syns som lysande fläckar i mätningarna. Galaxerna i det unga universum har typiskt sådana spektrum eftersom de innehåller vätgas som glöder i den ultravioletta strålningen som kommer från unga, heta stjärnor. 

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel med titeln “The MUSE 3D view of the Hubble Deep Field South” av R. Bacon m. fl. Den publiceras i tidsskriften Astronomy & Astrophysics den 26 februari 2015.

I forskarlaget ingår R. Bacon (Observatoire de Lyon, CNRS, Université Lyon, Saint Genis Laval, Frankrike [Lyon]), J. Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederländerna [Leiden]), J. Richard (Lyon), T. Contini (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, CNRS, Toulouse, Frankrike; Université de Toulouse, Frankrike [IRAP]), A. Drake (Lyon), M. Franx (Leiden), S. Tacchella (ETH Zurich, Institute of Astronomy, Zurich, Schweiz [ETH]), J. Vernet (ESO, Garching, Tyskland), L. Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland [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, Tyskland [AIG]), B. Epinat (IRAP; Aix Marseille Université, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, Frankrike), 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) och T. de Zeeuw (ESO, Garching, Tyskland; Leiden).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, 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 europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

●       Forskningsartikeln

●       Bilder på VLT

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: 031 7725500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

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

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1507 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.