Сияющая Вселенная

Глубокие наблюдения со спектрографом MUSE на Очень Большом Телескопе ESO показали, что удаленные галактики окружены гигантскими резервуарами атомарного водорода. Исключительно высокая чувствительность MUSE позволила провести прямые наблюдения тускло светящихся в линии Лайман-альфа водородных облаков в ранней Вселенной. Оказалось, что почти всё небо сияет этим невидимым светом.

Международная группа астрономов обнаружила неожиданное обилие Лайман-альфа эмиссии в HUDF –сверхглубоком хаббловском поле (Hubble Ultra Deep Field. Излучение было зарегистрировано приемником MUSE на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO. Свечение испускается практически всей поверхностью площадки – это привело астрономов к выводу, что и все небо практически повсюду светится в невидимых Лайман-альфа лучах, приходящих из ранней Вселенной [1].

Астрономы давно уже привыкли к тому, что на различных длинах волн небо выглядит совершенно по-разному, но степень распространенности наблюдаемого Лайман-альфа излучения оказалась поистине поразительной. “Наблюдая Лайман-альфа эмиссию от далеких водородных облаков, мы вдруг осознали, что все небо сияет в этом оптическом диапазоне. У нас буквально открылись глаза”, – рассказывает член исследовательской группы Каспер Борелло Шмидт (Kasper Borello Schmidt).

“Это великое открытие!” – добавляет член группы Темья Нанаяккара (Themiya Nanayakkara). “Когда вам доведется в следующий раз взглянуть на безлунное ночное небо и звезды, представьте, что все небо освещено невидимым сиянием водорода, первичного строительного материала Вселенной”.

Сверхглубокое хаббловское поле HUDF, которое наблюдалось исследователями – внешне ничем не примечательная область в созвездии Печи, которая прославилась, когда в 2004 году Космический телескоп Хаббла NASA/ESA потратил более 270 часов своего драгоценного наблюдательного времени, чтобы заглянуть в глубины Вселенной дальше, чем это делалось когда-либо раньше и составил подробную карту этого участка неба на пределе своей проницающей силы.

Наблюдения области HUDF выявили тысячи галактик, разбросанных по полю, которое для обычного телескопа выглядело просто как темное беззвездное пятно на небе, и дали наглядное представление о поразительных масштабах Вселенной. И вот теперь исключительные технические возможности приемника MUSE позволили заглянуть еще глубже. Регистрация Лайман-альфа эмиссии в области HUDF означает, что астрономам впервые удалось увидеть слабое излучение газовых оболочек самых ранних галактик. На приведенном составном снимке Лайман-альфа излучение, показанное голубым цветом, наложено на обычное оптическое поле HUDF.

MUSE, инструмент, с которым выполнены эти наблюдения – новейший спектрограф интегрального поля, смонтированный на четвертом «юните», одном из Основных телескопов комплекса VLT в обсерватории ESO Параналь [2]. При наблюдениях с MUSE распределение энергии по длинам волн отражается в каждом пикселе детектора. Измерение полного спектра астрономического объекта дает нам возможность глубоко проанализировать астрофизические процессы во Вселенной [3].

«Эти наблюдения с приемником MUSE дали нам совершенно новый взгляд на «коконы» диффузного газа, окружающие галактики ранней Вселенной», – дает свой комментарий один из исследователей Филипп Рихтер (Philipp Richter).

Международная группа астрономов, выполнившая эти наблюдения, сделала некоторые предположения о том, что именно заставляет удаленные водородные облака излучать в линии Лайман-альфа, но точный ответ на этот вопрос пока неясен. Однако, поскольку этим слабым свечением, по-видимому, светится почти все небо, предполагается, что новые исследования вскоре позволят понять его происхождение.

“В будущем мы планируем выполнить еще более чувствительные измерения”, – заключает руководитель группы Лутц Висоцки (Lutz Wisotzki). “Мы хотим выяснить в деталях, как эти гигантские космические резервуары атомарного водорода распределены в пространстве”.

Примечания
[1] Свет распространяется с огромной, но конечной скоростью, а это значит, что от очень далеких галактик он доходит до Земли за очень большое время. Это позволяет нам заглядывать в прошлое, в эпоху, когда Вселенная была значительно моложе.

[2] На основном телескопе № 4 комплекса VLT, Йепуне, смонтирован целый ряд уникальных научных инструментов и высокотехнологичных систем, в том числе система адаптивной оптики, только что удостоенная Американским Оптическим Обществом премии Пола Ф.Формэна за высшие инженерные достижения 2018 г.

[3] Излучение в линии Лайман-альфа, наблюдавшееся с MUSE, возникает в результате электронных переходов в атомах водорода. При этом испускается ультрафиолетовое излучение с длиной волны 122 нм, которое полностью поглощается земной атмосферой. Но в результате красного смещения длина волны Лайман-альфа эмиссии от очень далеких галактик увеличивается настолько, что она переходит в оптический диапазон, проходит сквозь атмосферу Земли и регистрируется наземными телескопами ESO.

www.eso.org/pub…

Твоим друзьям это понравится!