Questa immagine a colori mostra la regione del campo ultra profondo di Hubble, una regione minuscola ma molto studiata nella costellazione della Fornace, come osservato con lo strumento MUSE sul Very Large Telescope dell'ESO. Ma questa immagine offre solo una visione molto parziale della ricchezza dei dati del MUSE, che forniscono anche uno spettro per ogni pixel nell'immagine. Questo set di dati ha permesso agli astronomi non solo di misurare le distanze per molte più di queste galassie rispetto a prima - per un totale di 1600 - ma anche di scoprire molto di più su ciascuna di esse. Sorprendentemente sono state scoperte 72 nuove galassie che erano sfuggite alle immagini profonde con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA. Credito:collaborazione ESO/MUSE HUDF
Gli astronomi che utilizzano lo strumento MUSE sul Very Large Telescope dell'ESO in Cile hanno condotto l'indagine spettroscopica più profonda di sempre. Si sono concentrati sul campo ultra profondo di Hubble, misurare le distanze e le proprietà di 1600 galassie molto deboli tra cui 72 galassie che non sono mai state rilevate prima. Questo rivoluzionario set di dati ha già prodotto 10 articoli scientifici che vengono pubblicati in un numero speciale di Astronomia e astrofisica . Questa ricchezza di nuove informazioni sta dando agli astronomi informazioni sulla formazione stellare nell'Universo primordiale.
Il team MUSE HUDF Survey, guidato da Roland Bacon del Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon), Francia, utilizzato MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) per osservare il campo ultraprofondo di Hubble, un pezzo molto studiato della costellazione meridionale della Fornace (La Fornace). Ciò ha portato alle osservazioni spettroscopiche più profonde mai fatte; sono state misurate precise informazioni spettroscopiche per 1600 galassie, dieci volte il numero di galassie che è stato faticosamente ottenuto in questo campo nell'ultimo decennio dai telescopi terrestri.
Le immagini originali dell'HUDF sono state pionieristiche delle osservazioni in campo profondo con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA pubblicato nel 2004. Hanno sondato più in profondità che mai e hanno rivelato un serraglio di galassie risalenti a meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang. L'area è stata successivamente osservata molte volte da Hubble e da altri telescopi, risultando nella visione più profonda dell'Universo fino ad oggi. Ora, nonostante la profondità delle osservazioni di Hubble, Il MUSE, tra molti altri risultati, ha rivelato 72 galassie mai viste prima in questa minuscola area del cielo.
Roland Bacon riprende la storia:"MUSE può fare qualcosa che Hubble non può:divide la luce da ogni punto dell'immagine nei suoi colori componenti per creare uno spettro. Questo ci permette di misurare la distanza, colori e altre proprietà di tutte le galassie che possiamo vedere, incluse alcune che sono invisibili a Hubble stesso".
I dati MUSE forniscono una nuova visione di dim, galassie molto lontane, visto vicino all'inizio dell'Universo circa 13 miliardi di anni fa. Ha rilevato galassie 100 volte più deboli rispetto alle rilevazioni precedenti, aggiungendo a un campo già ampiamente osservato e approfondendo la nostra comprensione delle galassie attraverso i secoli.
L'indagine ha portato alla luce 72 galassie candidate note come emettitori Lyman-alfa che brillano solo alla luce Lyman-alfa. L'attuale comprensione della formazione stellare non può spiegare completamente queste galassie, che sembrano brillare brillantemente in questo unico colore. Poiché MUSE disperde la luce nei suoi colori componenti, questi oggetti diventano evidenti, ma rimangono invisibili nelle immagini profonde e dirette come quelle di Hubble.
"MUSE ha la capacità unica di estrarre informazioni su alcune delle prime galassie dell'Universo, anche in una parte del cielo che è già molto ben studiata, " spiega Jarle Brinchmann, autore principale di uno degli articoli che descrivono i risultati di questo sondaggio, dell'Università di Leida nei Paesi Bassi e dell'Istituto di astrofisica e scienze spaziali del CAUP di Porto, Portogallo. "Scopriamo cose su queste galassie che è possibile solo con la spettroscopia, come il contenuto chimico e i moti interni, non galassia per galassia, ma tutte insieme per tutte le galassie!"
Un'altra importante scoperta di questo studio è stata la rilevazione sistematica di aloni luminosi di idrogeno attorno alle galassie nell'Universo primordiale, dando agli astronomi un modo nuovo e promettente per studiare come il materiale fluisce dentro e fuori le prime galassie.
Molte altre potenziali applicazioni di questo set di dati sono esplorate nella serie di articoli, e includono lo studio del ruolo delle deboli galassie durante la reionizzazione cosmica (a partire da soli 380 000 anni dopo il Big Bang), tassi di fusione delle galassie quando l'Universo era giovane, venti galattici, formazione stellare e mappatura dei moti delle stelle nell'Universo primordiale.
"Sorprendentemente, questi dati sono stati tutti presi senza l'uso del recente aggiornamento di Adaptive Optics Facility di MUSE. L'attivazione dell'AOF dopo un decennio di intenso lavoro da parte degli astronomi e degli ingegneri dell'ESO promette dati ancora più rivoluzionari in futuro, " conclude Roland Bacone.
Questa ricerca è stata presentata in una serie di 10 articoli che appariranno sulla rivista Astronomia e astrofisica .
