Så dybt som aldrig før er astronomerne dykket ud i Universet med spektroskopiske optagelser. Det er sket med instrumentet MUSE, monteret på ESOs Very Large Telescope i Chile. Målområdet er Hubble Ultra Deep Field, og i det lille himmelområde er der målt afstande og andre data for 1600 meget svage galakser. Iblandt dem er der 72 galakser, som selv Hubbleteleskopet ikke har kunnet få øje på. Den banebrydende mængde data er allerede blevet til 10 videnskabelige artikler, som bliver offentliggjort i en særlig udgave af tidsskriftet Astronomy and Astrophysics. Alle disse nye informationer giver astronomerne indblik i stjernedannelsen i det meget tidlige Univers. Man kan studere bevægelserne og andre værdier for de helt unge galakser - og det skyldes altsammen de hele unikke spektroskopiske muligheder, som man har med MUSE.

Forskerholdet, som kalder sig MUSE HUDF Survey Team, ledes af Roland Bacon fra University of Lyon (CRAL, CNRS) i Frankring. De har brugt MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) til at observere et område i det sydlige stjernebillede Fornax (den Kemiske Ovn). Området har allerede været nærstuderet i mange andre sammenhænge, blandt andet af Hubble Rumteleskopet. Derfor kaldes området Hubble Ultra Deep Field, og billedet kan findes som heic0406. Resultatet af undersøgelserne er spektrer af de fjerneste objekter nogensinde. Der er målt præcise spektroskopiske data for 1600 galakser, og det er ti gange flere, end der i det seneste årti med møje og besvær er målt i det område med jordbaserede teleskoper.

De originale HUDF-billeder var nyskabende dybe observationer med NASA/ESA Hubble Space Telescope, og de blev offentliggjort i 2004. På de billeder kunne man se dybere - det vil sige længere væk og længere tilbage i tiden - end nogensinde før, og man så en vrimmel af galakser, hvor nogen af dem er så "unge" som mindre end en milliard år efter Big Bang. Senere er det samme område blevet observeret mange gange med Hubbleteleskopet og med andre teleskoper, og tilsammen er observationerne blevet til det dybeste kig ud i Universet til dato[1]. På trods af Hubbles dybe observationer, er det nu lykkedes for MUSE at finde 72 galakser i det samme område, som aldrig før er set - tillige med en masse andet.

Roland Bacon fortsætter: "MUSE kan noget, som Hubble ikke kan - instrumentet opsplitter lyset fra hvert eneste punkt i billedet i de bagvedliggende farver, og danner dermed et spektrum. Det gør, at det bliver muligt for os at måle afstanden, farverne og andre egenskaber ved alle de galakser, som vi kan se - inklusive altså nogle, som selv Hubble ikke kan se!"

Dataene fra MUSE gør det muligt for os at se svage og meget fjerne galakser helt tilbage i nærheden af Universets begyndelse for omkring 13 milliarder år siden. Instrumentet har fundet galakser, som er 100 gange svagere end hvad der indtil nu er fundet, og det forbedrer vores viden om galakserne helt fra dengang til nu.

De 72 nye galakser er af en type, som kaldes Lyman-alpha kilder, fordi de udelukkende lyser i Lyman-alphalys. Med vores nuværende forståelse for stjerndannelse kan vi ikke helt forklare disse galakser, netop fordi det ser ud som om, de kun lyser klart i denne ene farve. MUSE kan splitte lyset op i de enkelte bølgelængder, og netop derfor ser vi nu disse objekter, selvom det har været usynlige i andre billeder, som for eksempel dem fra Hubble.

"MUSE er helt enestående, fordi vi med det instrument får mulighed for at trække information ud om nogle af de tidligste galakser i Universet - og det endda i et himmelområde, som vi allerede har undersøgt grundigt," forklarer Jarle Brinchmann, som er hovedforfatter til en af de artikler, som beskriver undersøgelsens resultater. Han er fra University of Leiden i Nederlandene. "Vi lærer nye ting om disse galakser, som kun er muligt med spektroskopi. Det kan være kemisk sammensætning og indre bevægelser - og det sker ikke blot med målinger galakse for galakse. Her får vi det hele på een gang for alle galakserne!"

En anden større opdagelse i denne undersøgelse er, at man systematisk finder lysende hydrogenskyer omkring galakser i det tidlige Univers. Det giver astronomerne en ny og lovende måde hvorpå man kan studere, hvordan stoffet flyder ind og ud i disse tidlige galakser.

I de mange nye artikler bliver der beskrevet flere andre mulige måder at bruge denne datamængde på. Her iblandt hvilken rolle de svage galakser har haft ved den kosmiske re-ioniseringsfase, hvor ofte galakserne stødte sammen i det unge Univers, galaktiske vinde, stjernedannelse og kortlægning af stjernernes bevægelser tidligt i Univerets historie.

"Det er bemærkelsesværdigt, at alle disse nye data er optaget uden at vi har brugt MUSEs nylige opgradering Adaptive Optics Facility. Når vi får AOF i brug efter et årti med intensivt arbejde for ESOs astronomer og ingeniører, forventer vi endnu mere revolutionerende opdagelser i fremtiden," slutter Roland Bacon.
Kilde: ESO