Hluboký vesmír 3D

ESO 007/15 tisková zpráva

MUSE překonává HST

Přistroj MUSE pracující ve spojení s dalekohledem ESO/VLT poskytl astronomům dosud nejlepší prostorový pohled do vzdáleného vesmíru. Při pozorování oblasti známé jako Hubbleovo jižní hluboké pole (Hubble Deep Field South), které trvalo pouhých 27 hodin, se v této malé části oblohy podařilo změřit vzdálenosti, pohyby a další vlastnosti mnoha vzdálených galaxií. Zaznamenány byly také dosud nepozorované objekty a v tomto smyslu se tak podařilo překonat kosmický dalekohled HST.

Pořizováním velmi dlouhých expozic malých oblastí na obloze mohou astronomové vytvořit snímky takzvaných 'hlubokých polí' (deep fields), která přinesla mnoho informací o počátcích vesmíru. Nejslavnější z těchto snímků je původní Hubbleovo hluboké pole (Hubble Deep Field), které bylo nafotografováno pomocí kosmického dalekohledu HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope) na konci roku 1995. Tento působivý a dnes již ikonický snímek pomohl významně pozměnit naše chápání složení vesmíru na počátcích jeho vývoje. O dva roky později byl pořízen podobný snímek jiné oblasti, tentokrát na jižní obloze - Hubble Deep Field South (HDF-S).  

Snímky samy o sobě však nepřinášejí všechny potřebné informace. Aby bylo možné o zobrazených galaxiích zjistit více, je potřeba pečlivě zkoumat každou zvlášť různými přístroji, což je obtížný úkol velmi náročný na pozorovací čas. Nyní však mají astronomové k dispozici přístroj MUSE, který je schopen udělat tuto práci najednou a mnohem rychleji.

Jedním z prvních pozorování provedených pomocí přístroje MUSE po jeho instalaci a prověření funkčnosti ve spolupráci s VLT v roce 2014 byla dlouhá obtížná expozice oblasti HDF-S. A získané výsledky předčí očekávání.

„Po pouhých několika hodinách pozorování jsme se rychle podívali na získaná data a objevili jsme mnoho galaxií - to bylo povzbuzující. Když jseme se vrátili do Evropy, začali jsme se materiálem zabývat hlouběji. Bylo to jako rybařit v hluboké vodě, každý nový úlovek přinesl mnoho vzrušení a diskusí nad druhy, které jsme objevili,“ vysvětluje Roland Bacon (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, France, CNRS), hlavní vědecký pracovník a vedoucí zkušebního týmu přístroje MUSE.

Pro každý element obrazu oblasti HDF-S pořízeného pomocí MUSE je k dispozici také spektrum, které zachycuje intenzitu světla v různých vlnových délkách elektromagnetického záření – celkem 90 tisíc spekter [1]. Spektrální informace může posloužit k určení vzdálenosti, složení a vlastních pohybů stovek vzdálených galaxií, ale také k odhalení malého počtu velmi slabých hvězd naší Galaxie, které se v poli nacházejí.

Přestože celkový expoziční čas pozorování pomocí MUSE byl mnohem kratší než v případě originálního snímku HDF-S, bylo v datech odhaleno dvacet velmi slabých nových objektů, které na snímku z HST zachyceny nejsou [2]. 

„Největší radost nám přinesl objev velmi vzdálených galaxií, které nabyly vidět ani na těch nejhlubších snímcích pořízených pomocí HST. Po mnoha letech práce na tomto přístroji byl pro mě silný zážitek spatřit, jak se naše sny mění ve skutečnost,“ dodává Roland Bacon.

Díky pečlivé analýze všech spekter získaných v rámci pozorování oblasti HDF-S pomocí MUSE se členům týmu podařilo změřit vzdálenosti 189 galaxií. Byli mezi nimi relativně blízké, ale i takové, které vidíme tak, jak vypadaly, když byl vesmír méně než miliardu let starý. Díky těmto měřením se počet objektů s určenou vzdáleností ve sledovaném poli zvedl 10krát.

Pro bližší galaxie však může MUSE zjistit mnohem více a zkoumat rozdílné vlastnosti v různých částech jednotlivých galaxií. Například odhalit jakým způsobem galaxie rotují a jak se liší vlastnosti od místa k místu. Je to výkonný přístroj, který umožní pochopit, jak se galaxie vyvíjely během historie vesmíru.

„Tímto pozorováním jsme prokázali unikátní schopnosti přístroje MUSE, které je možné využít k průzkumu vzdáleného vesmíru. Hodláme zkoumat i další hluboká pole, jako například HUDF (Hubble Ultra Deep field). Budeme schopni měřit vlastnosti tisíců galaxií a objevit nové extrémně slabé vzdálené objekty. Tyto malé mladé galaxie, které vidíme tak, jak vypadaly před více jak 10 miliardami let, se postupně vyvíjejí a stanou se běžnými galaxiemi, jako je ta naše,“ dodává Roland Bacon.

Zdroj

Poznámky

[1] Každé spektrum pokrývá oblast vlnových délek od modré až po infračervenou složku elektromagnetického záření (v rozsahu 375-930 nm).

[2] MUSE je citlivý především na objekty, které vyzařují většinu energie na několika konkrétních vlnových délkách, které se v datech ukáží jako jasné skvrny. Taková spektra jsou typická pro galaxie v mladém vesmíru, které obsahovaly mnoho vodíku zářícího díky ultrafialovému záření mladých horkých hvězd.

Další informace

Výzkum byl publikován v článku "The MUSE 3D view of the Hubble Deep Field South" autorů R. Bacon a kol., který byl zveřejněn 26. února 2015 ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.

Složení týmu: R. Bacon (Observatoire de Lyon, CNRS, Université Lyon, Saint Genis Laval, Francie [Lyon]), J. Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nizozemí [Leiden]), J. Richard (Lyon), T. Contini (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, CNRS, Toulouse, Francie; Université de Toulouse, Francie [IRAP]), A. Drake (Lyon), M. Franx (Leiden), S. Tacchella (ETH Zurich, Institute of Astronomy, Zurich, Švýcarsko [ETH]), J. Vernet (ESO, Garching, Německo), L. Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Německo [AIP]), J. Blaizot (Lyon), N. Bouché (IRAP), R. Bouwens (Leiden), S. Cantalupo (ETH), C.M. Carollo (ETH), D. Carton (Leiden), J. Caruana (AIP), B. Clément (Lyon), S. Dreizler (Institut für Astrophysik, Universität Göttingen, Göttingen, Německo [AIG]), B. Epinat (IRAP; Aix Marseille Université, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, Francie), B. Guiderdoni (Lyon), C. Herenz (AIP), T.-O. Husser (AIG), S. Kamann (AIG), J. Kerutt (AIP), W. Kollatschny (AIG), D. Krajnovic (AIP), S. Lilly (ETH), T. Martinsson (Leiden), L. Michel-Dansac (Lyon), V. Patricio (Lyon), J. Schaye (Leiden), M. Shirazi (ETH), K. Soto (ETH), G. Soucail (IRAP), M. Steinmetz (AIP), T. Urrutia (AIP), P. Weilbacher (AIP) a T. de Zeeuw (ESO, Garching, Germany; Leiden).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Roland Bacon; CRAL - Centre de recherche astrophysique de Lyon; Saint-Genis-Laval, France; Tel.: +33 478 86 85 59; Mobil: +33 608 09 14 27; Email: roland.bacon@univ-lyon1.fr

Richard Hook; ESO education and Public Outreach Department; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1507. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.