Zelfs het best onderzochte stukje ruimte heeft nog verrassingen voor ons!

Die conclusie kun je wel trekken als je de nieuwe Astronomy & Astrophysics openslaat. In het blad zijn tien onderzoeksartikelen te vinden die bol staan van de nieuwe ontdekkingen en ze zijn allemaal gedaan in het Hubble Ultra Deep Field!

Hubble Ultra Deep Field
Het Hubble Ultra Deep Field is een opname van een klein deel van de hemel, te vinden in het zuidelijke sterrenbeeld Oven. Volgens ESO is het één van de best onderzochte stukjes ruimte dat al met dertien instrumenten van acht verschillende telescopen is bestudeerd op röntgen- tot radiogolflengten.

MUSE
De nieuwe ontdekkingen zijn te danken aan MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer). Met dit instrument hebben onderzoekers het Hubble Ultra Deep Field nog eens onder de loep genomen. Het resulteert in de diepste spectroscopische waarnemingen (zie kader) die ooit zijn gedaan. Zo is van 1600 sterrenstelsels (tien keer zo veel als de afgelopen tien jaar bij elkaar) nauwkeurige spectroscopische informatie verkregen.

Over MUSE
MUSE is opgebouwd uit 24 spectrografen. Dit zijn instrumenten die licht in de verschillende kleuren opsplitst en zo het spectrum van objecten zoals sterrenstelsels vast kunnen leggen. Omdat MUSE 24 van deze spectrografen heeft, kan hij 3D-beelden maken van het diepe heelal en meer inzicht geven in de evolutie van sterrenstelsels in het jonge universum.

De 72 sterrenstelsels
En dat leidt tot tal van ontdekkingen. Zo zijn in het Hubble Ultra Deep Field maar liefst 72 sterrenstelsels ontdekt die zelfs de machtige Hubble-telescoop over het hoofd had gezien. “MUSE kan iets wat Hubble niet kan,” legt onderzoeker Roland Bacon uit. “Hij splitst het licht van elk punt in de opname tot zijn samenstelde kleuren, waardoor een spectrum ontstaat. Dit stelt ons in staat om de afstanden, kleuren en andere eigenschappen te meten van alle sterrenstelsels die we zien – waaronder enkele die onzichtbaar zijn voor Hubble zelf!”

Het Hubble Ultra Deep Field door de ogen van MUSE. Voor elke pixel verstrekt MUSE ook een spectrum. En die dataset stelt onderzoekers in staat om van veel meer stelsels dan voorheen – 1600 in totaal – de afstanden te meten en allerlei andere eigenschappen vast te stellen. Afbeelding: ESO / MUSE HUDF Collaboration.

De 72 sterrenstelsels zijn zogenoemde Lyman-alpha-stralers. Deze sterrenstelsels lijken alleen licht te geven in bepaalde frequenties. En doordat MUSE het licht ‘ontleedt’ in losse frequenties, werden de sterrenstelsels plotseling zichtbaar.

Vroege sterrenstelsels
Dankzij MUSE krijgen we bovendien meer inzicht in de zwakke, zeer verre sterrenstelsels die op wel 13 miljard lichtjaar afstand staan (wat betekent dat hun licht er 13 miljard jaar over doet om ons te bereiken en we deze sterrenstelsels dus zien zoals ze er 13 miljard jaar geleden – kort na de oerknal – uitzagen). MUSE heeft al sterrenstelsels gespot die honderd keer zwakker zijn dan de exemplaren die tijdens eerdere surveys zijn waargenomen, “waardoor dit toch al grondig waargenomen hemelgebied nog verder is verrijkt en ons begrip van de evolutie van sterrenstelsels verder is uitgediept,” aldus ESO. “MUSE heeft het unieke vermogen om informatie te onttrekken aan enkele van de vroegste sterrenstelsels in het heelal – zelfs in een hemelgebied dat al heel goed onderzocht is,” vertelt onderzoeker Jarle Brinchmann. “We leren dingen over deze sterrenstelsels die je alleen met behulp van spectroscopie te weten komt, zoals hun chemische samenstelling en inwendige beweging – niet stelsel voor stelsel, maar voor alle stelsels tegelijk!”

Nog meer ontdekkingen
Natuurlijk zijn er met MUSE nog meer ontdekkingen gedaan. Zo zijn er tijdens het onderzoek systematisch heldere halo’s van waterstof rond sterrenstelsels in het vroege heelal gedetecteerd. Die waarnemingen bieden astronomen de mogelijkheid om te onderzoeken hoe materialen in en uit de vroege stelsels stroomt.

En dit is allemaal nog maar het begin. Want MUSE krijgt binnenkort een upgrade en die “belooft nog meer grensverleggende gegevens te zullen opleveren,” aldus Bacon.