Astronomer har længe vidst, at mange kortlægninger af det meget fjerne Univers ikke har observeret en stor del af den totale lysmængde. Nu har astronomer fundet ud af, at en stor del af galakserne 10 milliarder lysår væk, indtil nu er blevet overset. Denne opdagelse er gjort takket være en meget dybtgående kortlægning lavet med to af ESO's fire gigantiske 8,2 meter teleskoper

Astronomer bruger ofte det kraftige, karakteristiske ”fingeraftryk” af lys udsendt af brint, der kaldes Lyman-alpha linien, til at undersøge hvor mange stjerner, der dannes i det meget fjerne Univers. Men der har længe været en mistanke om, at mange fjerne galakser forbliver uopdagede i disse kortlægninger. En ny VLT-kortlægning viser for første gang, at det er præcis hvad der sker. Det meste af Lyman-alpha lyset, er fanget i den galakse, der udsender det og 90 % af galakserne dukker ikke op i Lyman-alpha kortlægninger.

”Astronomer har altid vidst, at de manglede en del af galakserne i Lyman-alpha kortlægninger, men for første gang, har vi nu en måling. Antallet af manglende galakser er betydeligt.” forklarer Matt Hayes, hovedforfatter på artiklen, der bliver offentliggjort i denne uge i Nature

For at finde ud af, hvor meget af den samlede lysudsendelse, der var blevet overset, brugte Hayes og hans hold FORS-kameraet på VLT og et speciallavet smalbåndsfilter til at registrere Lyman-alpha lyset, idet de fulgte standardmetoden for Lyman-alpha kortlægninger. Ved hjælp af det nye HAWK-I-kamera, der sidder på et andet af VLT’s fire teleskoper, kortlage de så den samme del af himlen for lys, der også udsendes af glødende brint, men ved en anden bølgelængde og er kendt som H-alpha linien. De kiggede specielt på galakser, hvis lys har rejst i 10 milliarder år (rødforskydning 2,2) i et velstuderet område af himlen, der er kendt som GOODS-South.

Udsnit af GOODS-south. Billede cortsey ESO

”Det er første gang, vi har observeret en del af himlen så dybt i lyset fra brint ved disse to meget specifikke bølgelængder, og det viste sig at være afgørende,” siger holdmedlem Göran Östlin. Kortlægningen var meget dyb og afslørede nogle af de fjerneste galakser kendt fra denne tidlige periode af Universets historie. Astronomerne kunne ud fra observationerne konkludere, at de traditionelle kortlægninger udført ved hjælp af Lyman-alpha, kun ser en lille del af det samlede lys, der produceres. De fleste Lyman-alpha fotoner bliver nemlig ødelagt ved vekselvirkning med de interstellare skyer af gas og støv. Denne effekt er meget større for Lyman-alpha end for H-alpha lys. Som resultat bliver mange galakser, en andel på omkring 90 %, ikke set i disse kortlægninger. ”Hvis ti galakser bliver set, kan der være hundrede derude,” siger Hayes.

Forskellige observationsmetoder, der er målrettet mod lys ved forskellige bølgelængder, vil altid give et billede af Universet, der kun er delvis komplet. Resultaterne af denne kortlægning sender en skarp advarsel til kosmologer, da den kraftige Lyman-alpha signatur i stigende grad bliver brugt til at undersøge de allerførste galakser, der blev dannet i Universet. ”Nu da vi ved, hvor meget lys, vi er gået glip af, kan vi begynde at skabe langt mere præcise repræsentationer af kosmos, og få en bedre forståelse af, hvor hurtigt stjerner er blevet dannet på forskellige tidspunkter i Universets liv,” siger medforfatter Miguel Mas-Hessen.

Gennembruddet blev gjort muligt takket være det unikke kamera, HAWK-I, der blev taget i brug i 2007. ”Der er kun få andre kameraer med et større synsfelt end HAWK-I, og de er monteret på teleskoper, der er mindre end halvt så store som VLT. Så kun VLT/HAWK-I, er virkelig i stand til effektivt at finde galakser så svage på disse afstande,” siger holdmedlem Daniel Schaerer.

Kilde: ESO