Делая снимки областей неба с очень длинной выдержкой, астрономы создали множество глубоких полей, которые многое открыли о ранней Вселенной. Самым известным из них было изображение Hubble Deep Field, сделанное космическим телескопом Хаббла NASA / ESA в течение нескольких дней в конце 1995 года. Этот впечатляющий и знаковый снимок быстро изменил наше понимание содержания Вселенной, когда она была молодой. Два года спустя последовал похожий вид на южном небе — Хаббл Дип Филд Юг.
Но эти изображения не содержали всех ответов — чтобы узнать больше о галактиках на изображениях глубокого поля, астрономам приходилось внимательно рассматривать каждую из них с помощью других инструментов, что было сложной и трудоемкой работой. Но теперь впервые новый инструмент MUSE может выполнять обе задачи одновременно — и гораздо быстрее.Одним из первых наблюдений с использованием MUSE после того, как он был введен в эксплуатацию на VLT в 2014 году, был долгий внимательный взгляд на Южное поле Hubble Deep Field (HDF-S).
Результаты превзошли ожидания.«После нескольких часов наблюдений на телескопе мы быстро просмотрели данные и нашли много галактик — это очень обнадежило. А когда мы вернулись в Европу, мы начали изучать данные более подробно. Это было похоже на рыбная ловля в глубоководье и каждый новый улов вызвали большой ажиотаж и обсуждение видов, которые мы находили », — объяснил Ролан Бэкон (Центр астрофизических исследований Лиона, Франция, CNRS), главный исследователь прибора MUSE и руководитель группы ввода в эксплуатацию. .Для каждой части MUSE-вида HDF-S есть не только пиксель на изображении, но и спектр, показывающий интенсивность различных составляющих цветов света в этой точке — всего около 90 000 спектров [1].
Они могут выявить расстояние, состав и внутреннее движение сотен далеких галактик, а также уловить небольшое количество очень слабых звезд в Млечном Пути.Несмотря на то, что общее время экспозиции было намного короче, чем для изображений Хаббла, данные HDF-S MUSE выявили более двадцати очень слабых объектов на этом небольшом участке неба, которые Хаббл вообще не зафиксировал [2].«Наибольшее волнение произошло, когда мы обнаружили очень далекие галактики, которые не были видны даже на самом глубоком изображении Хаббла.
После стольких лет упорной работы над инструментом для меня было сильным опытом увидеть, как наши мечты воплощаются в реальность», — добавляет Роланд. Бекон.Внимательно изучив все спектры в наблюдениях MUSE HDF-S, команда измерила расстояния до 189 галактик.
Они варьировались от некоторых, которые были относительно близки, до тех, которые были видны, когда Вселенной было менее одного миллиарда лет. Это более чем в десять раз превышает количество измерений расстояния, которое существовало ранее для этой области неба.Для более близких галактик MUSE может сделать гораздо больше и изучить различные свойства разных частей одной и той же галактики.
Это показывает, как вращается галактика и как другие свойства меняются от места к месту. Это мощный способ понять, как галактики эволюционируют в космическом времени.«Теперь, когда мы продемонстрировали уникальные возможности MUSE для исследования глубокой Вселенной, мы собираемся взглянуть на другие глубокие поля, такие как сверхглубокое поле Хаббла.
Мы сможем изучать тысячи галактик и открывать новые чрезвычайно слабые и далекие "Эти маленькие младенческие галактики, которые наблюдались в прошлом более 10 миллиардов лет, постепенно выросли и стали галактиками, подобными Млечному Пути, который мы видим сегодня", — заключает Роланд Бэкон.Примечания[1] Каждый спектр охватывает диапазон длин волн от синей части спектра до ближней инфракрасной области (475-930 нанометров).
[2] MUSE особенно чувствителен к объектам, которые излучают большую часть своей энергии на нескольких конкретных длинах волн, поскольку они проявляются в данных как яркие пятна. Галактики в ранней Вселенной обычно имеют такие спектры, поскольку они содержат газообразный водород, светящийся под ультрафиолетовым излучением горячих молодых звезд.