Neprobádaná zákoutí Hubbleova ultrahlubokého pole

Astronomové využívající přístroj MUSE na dalekohledu ESO/VLT v Chile provedli dosud nejhlubší spektroskopickou přehlídku vybrané části oblohy. Zaměřili se na oblast známou jako Hubbleovo ultrahluboké pole (Hubble Ultra Deep Field, HUDF), ve které změřili vzdálenost a zkoumali vlastnosti pro 1 600 velmi slabých dalekých galaxií. Nalezli také 72 dosud nepozorovaných objektů – galaxií, které nebyly zaznamenány ani na originálním snímku HUDF. Na základě těchto průlomových pozorování bylo vypracováno deset vědeckých prací, které budou publikovány ve speciálním vydání odborného časopisu Astronomy & Astrophysics. Tato studnice informací astronomům poskytuje nový pohled na průběh formování hvězd v raném vesmíru a umožňuje jim zkoumat pohyby i další vlastnosti mladých galaxií – vše díky mimořádnému spektroskopickému výkonu přístroje MUSE.

Tým projektu MUSE HUDF Survey pod vedením Rolanda Bacona (Centre de recherche astrophysique de Lyon, CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon, France) využil přístroj MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) k pozorování oblasti známé jako Hubbleovo ultrahluboké pole (Ultra Deep Field, heic0406), což je jedno z nejdůkladněji prozkoumaných míst na jižní obloze v souhvězdí Pec (Fornax).

Výsledkem provedených pozorování je nejhlubší spektroskopická přehlídka, jaká byla dosud provedena. Detailní informace byly získány pro celkem 1 600 vzdálených galaxií, což je desetkrát více objektů, než bylo kdy v tomto poli s obtížemi napozorováno všemi dalekohledy na Zemi během celé poslední dekády.

Původní záběry pole HUDF publikované v roce 2004 představují pionýrská pozorování hlubokého vesmíru pomocí kosmického dalekohledu HST. Jejich dosah byl mnohem vyšší než u jakéhokoliv do té doby pořízeného snímku oblohy a umožnila tak odhalit plejádu galaxií z doby méně než miliardu let po Velkém třesku.

Následně byla tato oblast mnohokrát opakovaně pozorována jak pomocí HST tak i dalšími dalekohledy, podařilo se tak získat do té doby nejhlubší pohled do vesmíru. Navzdory zdánlivě nepřekonatelným pozorováním pomocí kosmického teleskopu HST, objevil pozemní přístroj MUSE v této miniaturní části oblohy – mimo jiné – 72 galaxií, které na záběrech z HST vidět nebyly.

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:   Mechové prasátko

Roland Bacon pokračuje ve vyprávění: „MUSE dokáže něco, co HST neumí – je schopen rozdělit světlo každého bodu obrázku do základních barevných složek a získat jeho spektrum. To nám umožňuje měřit vzdálenost, barvu a jiné vlastnosti všech galaxií, které na snímku vidíme, včetně těch, které HST nezaznamenal.“

Data z MUSE přinášejí zcela nový pohled na slabé, velmi vzdálené galaxie, které pozorujeme tak, jak vypadaly asi před 13 miliardami let, tedy krátce po začátku vývoje samotného vesmíru. Pomocí MUSE vědci detekovali i galaxie stokrát slabší, než ty nalezené při předchozích přehlídkách. Doplnili tak další informace o již tak bohatě prozkoumané oblasti a prohloubili tak naše chápání vývoje galaxií během historie vesmíru.

Díky této přehlídce bylo objeveno 72 kandidátů na galaxie zářící pouze ve spektrální čáře Lyman-alfa (tzv. Lyman-alpha emitters). Současné teorie tvorby hvězd nedokáží plně vysvětlit vzhled těchto objektů, které zdánlivě září jen v jedné jediné barvě. Tyto neobvyklé galaxie jsou v datech MUSE dobře pozorovatelné právě proto, že MUSE rozkládá světlo do jednotlivých barevných komponent. Na běžných širokopásmových snímcích, jaké pořizuje třeba i HST, však zůstanou neviditelné.

MUSE má jedinečnou schopnost vydolovat ze záběrů informace o galaxiích, které patří k nejmladším ve vesmíru, a to i v části oblohy, která už byla podrobena důkladnému zkoumání,“ vysvětluje Jarle Brinchmann (University of Leiden, Nizozemí; Institute of Astrophysics and Space Sciences, CAUP, Porto, Portugalsko) hlavní autor jednoho ze zmiňovaných vědeckých článků. „Dozvídáme se o těchto galaxiích informace, které lze získat pouze s pomoci spektroskopie – například údaje o chemickém složení nebo vnitřních pohybech. A přitom nemusíme pozorovat postupně jednu galaxii za druhou, ale data získáme najednou pro všechny objekty v zorném poli!“

Dalším důležitým objevem, který se podařilo učinit v rámci této studie, je systematická detekce zářivých vodíkových halo kolem galaxií v raném vesmíru. Častý výskyt těchto útvarů astronomům poskytuje nový způsob jak zkoumat přítok a odtok hmoty u mladých galaxií.

Zveřejněná série vědeckých článků mimo jiné nabízí mnohá další potenciální využití získaných dat, jako třeba studium role slabých galaxií během období reionizace vesmíru (cosmic reionisation, které začalo asi 380 000 let po velkém třesku), analýza četnosti splývání galaxií v raném vesmíru, výzkum galaktických větrů, tvorby hvězd (star formation) nebo mapování pohybu hvězd v mladých galaxiích.

Je zajímavé, že tato data byla pořízena přístrojem MUSE ještě před nedávným vylepšením, kdy do něj byl instalován zcela nový modul AOF (Adaptive Optics Facility) s adaptivní optikou. Instalace modulu po deseti letech práce astronomů a inženýrů nabízí možnost získat tímto přístrojem ještě lepší a detailnější výsledky v budoucnosti,“ uzavírá Roland Bacon.

Zdroj: Vědecká tisková zpráva ESO
Foto: ESO/MUSE HUDF collaboration, NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012 Team
Video: ESO

Místo pro Vaše názory a komentáře (viz Pravidla pro komentáře):