Esta imagem colorida mostra a região do Hubble Ultra Deep Field, uma região minúscula, mas muito estudada na constelação de Fornax, conforme observado com o instrumento MUSE no Very Large Telescope do ESO. Mas esta imagem dá apenas uma visão parcial da riqueza dos dados do MUSE, que também fornecem um espectro para cada pixel na imagem. Este conjunto de dados permitiu aos astrônomos não apenas medir distâncias para muito mais dessas galáxias do que antes - um total de 1600 - mas também descobrir muito mais sobre cada uma delas. Surpreendentemente, 72 novas galáxias foram encontradas que escaparam de imagens profundas com o telescópio espacial Hubble da NASA / ESA. Crédito:colaboração ESO / MUSE HUDF
Astrônomos usando o instrumento MUSE no Very Large Telescope do ESO no Chile realizaram a pesquisa espectroscópica mais profunda de todos os tempos. Eles se concentraram no Hubble Ultra Deep Field, medindo distâncias e propriedades de 1600 galáxias muito fracas, incluindo 72 galáxias que nunca foram detectadas antes. Este conjunto de dados inovador já resultou em 10 artigos científicos que estão sendo publicados em uma edição especial da Astronomia e Astrofísica . Esta riqueza de novas informações está dando aos astrônomos uma visão sobre a formação de estrelas no início do Universo.
A equipe de pesquisa MUSE HUDF, liderado por Roland Bacon do Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1 / ENS de Lyon), França, usou o MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) para observar o Hubble Ultra Deep Field, um trecho muito estudado da constelação meridional de Fornax (A Fornalha). Isso resultou nas observações espectroscópicas mais profundas já feitas; informações espectroscópicas precisas foram medidas para 1600 galáxias, dez vezes mais galáxias do que foi cuidadosamente obtido neste campo na última década por telescópios terrestres.
As imagens HUDF originais foram pioneiras em observações de campo profundo com o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA publicado em 2004. Elas sondaram mais profundamente do que nunca e revelaram uma coleção de galáxias datando de menos de um bilhão de anos após o Big Bang. A área foi posteriormente observada muitas vezes pelo Hubble e outros telescópios, resultando na visão mais profunda do Universo até hoje. Agora, apesar da profundidade das observações do Hubble, O MUSE - entre muitos outros resultados - revelou 72 galáxias nunca vistas antes nesta área minúscula do céu.
Roland Bacon retoma a história:"O MUSE pode fazer algo que o Hubble não pode - ele divide a luz de cada ponto da imagem em suas cores componentes para criar um espectro. Isso nos permite medir a distância, cores e outras propriedades de todas as galáxias que podemos ver - incluindo algumas que são invisíveis para o próprio Hubble. "
Os dados do MUSE fornecem uma nova visão da escuridão, galáxias muito distantes, visto perto do início do Universo cerca de 13 bilhões de anos atrás. Ele detectou galáxias 100 vezes mais fracas do que em levantamentos anteriores, acrescentando a um campo já ricamente observado e aprofundando nossa compreensão das galáxias através dos tempos.
A pesquisa descobriu 72 galáxias candidatas, conhecidas como emissores Lyman-alfa, que brilham apenas na luz Lyman-alfa. A compreensão atual da formação de estrelas não pode explicar totalmente essas galáxias, que parecem brilhar intensamente nesta cor. Como o MUSE dispersa a luz em suas cores componentes, esses objetos se tornam aparentes, mas eles permanecem invisíveis em imagens profundas e diretas, como as do Hubble.
"O MUSE tem a capacidade única de extrair informações sobre algumas das primeiras galáxias do Universo - mesmo em uma parte do céu que já foi muito bem estudada, "explica Jarle Brinchmann, autor principal de um dos artigos que descrevem os resultados desta pesquisa, da Universidade de Leiden na Holanda e do Instituto de Astrofísica e Ciências Espaciais do CAUP no Porto, Portugal. "Aprendemos coisas sobre essas galáxias que só são possíveis com espectroscopia, como conteúdo químico e movimentos internos - não galáxia por galáxia, mas de uma vez para todas as galáxias! "
Outra descoberta importante deste estudo foi a detecção sistemática de halos de hidrogênio luminoso em torno de galáxias no início do Universo, dando aos astrônomos uma maneira nova e promissora de estudar como o material flui para dentro e para fora das galáxias primitivas.
Muitas outras aplicações potenciais deste conjunto de dados são exploradas na série de artigos, e eles incluem o estudo do papel de galáxias fracas durante a reionização cósmica (começando apenas 380.000 anos após o Big Bang), taxas de fusão de galáxias quando o Universo era jovem, ventos galácticos, formação de estrelas, bem como mapear os movimentos das estrelas no início do Universo.
"Notavelmente, todos esses dados foram obtidos sem o uso da atualização recente do Adaptive Optics Facility do MUSE. A ativação do AOF após uma década de trabalho intensivo dos astrônomos e engenheiros do ESO promete dados ainda mais revolucionários no futuro, "conclui Roland Bacon.
Esta pesquisa foi apresentada em uma série de 10 artigos publicados na revista. Astronomia e Astrofísica .
