Kosmisches Web dank MUSE enthüllt

Die galaktischen Ketten des kosmischen Netzes sind eine neue Entdeckung. Astrophysiker glauben, dass sie das gesamte Universum bilden und dass sich Galaxienhaufen und Superhaufen, die mehrere tausend Galaxien gruppieren, an ihrer Kreuzung zu Haufen bilden. Sie sind den Augen von Astrophysikern und ihren Teleskopen längst entkommen, denn selbst wenn sie sich über Millionen von Lichtjahren erstrecken, sind sie sehr dünn: Die Dichte der darin enthaltenen Materie ist winzig und liegt in der Größenordnung von weniger als zehn Partikeln pro Kubikmeter. Das ist viel weniger als das „leerste Vakuum“, das es am Boden erzeugen kann. Trotz dieser geringen Dichte können sie bis zu 50% der gesamten Materie des Universums sammeln, daher ist ihr Wissen von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Entwicklung des letzteren.

MUSE enthüllt kosmische Hinweise

Ende 2019 gelang es einem japanischen Team unter der Leitung von Hideki Umehata von der Riken-Gruppe der Universität Tokio, ein erstes Bild dieser Wasserstofffilamente in einer vorläufigen Gruppe des Sternbilds Wassermann zu erhalten, das 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Ein Durchbruch wurde dank des MUSE-Instruments erzielt, das am Very Large Telescope (VLT) der ESO am Paranal Observatory im Norden Chiles installiert war. „“Sie wurden um Quasare herum entdeckt, die Kerne energetischer, sehr heller Galaxien, die als supermächtige Leuchtfeuer dienen, um sie zu beleuchten. Der fotografierte Bereich repräsentiert jedoch nicht die GesamtstrukturErklärt L. Wissenschaft und Zukunft Roland Bacon vom Lyoner Zentrum für Astrophysikforschung und Designer MUSE.

MUSE besteht aus 24 Spektrometern, die das Licht in seine verschiedenen Komponenten (entsprechend den Farben) trennen. Dies ermöglicht es, sowohl Bilder als auch Spektren bestimmter Bereiche des Himmels zusammenzustellen. Neben dem adaptiven Optikmechanismus, der atmosphärische Turbulenzen korrigiert, ist er eines der leistungsstärksten Werkzeuge, die jemals für die Erforschung des Universums entwickelt wurden, insbesondere wenn es viel kleiner war.

Das Instrument wurde erneut mobilisiert, um kosmische Filamente in repräsentativeren Regionen des Universums zu beobachten. Aber um zu diesen unmerklichen Strukturen zu gelangen, muss man geduldig sein! Für diese Untersuchung untersuchten Roland Bacon und sein Team 140 Stunden lang einen Bereich des Himmels. Die ausgewählte Region ist Teil des Hubble Ultra-Deep Field, dem tiefsten Bild im Universum, das die Anwesenheit von Zehntausenden von Galaxien zeigt. „“All diese Beobachtungsstunden und fast ein Jahr Datenverarbeitung und -analyse ermöglichten es uns erstmals, kosmisches Filamentlicht zwischen 1 und 2 Milliarden Jahren nach dem Urknall zu beobachten und Bilder von vielen von ihnen zu erhalten.„Der Forscher sagt.

Eines der von MUSE im sehr tiefen Hubble-Feld entdeckten Wasserstofffilamente (in Blau). Es befindet sich im Sternbild Forno, 11,5 Milliarden Lichtjahre entfernt und überspannt mehr als 15 Millionen Lichtjahre. Hintergrundbild von Hubble. Bildnachweis: Roland Bacon, David Mary, ESO und NASA.

Milliarden von Zwerggalaxien tauchen aus dem dunklen Zeitalter auf

Diese Leistung, die MUSE an ihre Grenzen bringt, ist an sich schon ein beeindruckendes Ergebnis und Gegenstand einer Zeitschrift. Astronomie und Astrophysik. Eine große Überraschung war aber auch in den Daten verborgen:Bisher wurde angenommen, dass die Gaswolken, aus denen die Filamente bestehen, durch den diffusen ultravioletten Hintergrund erwärmt und durch die Fluoreszenz das extrem schwache Leuchten emittiert wurden, mit dem sie beobachtet werden konnten. Dieser ultraviolette Hintergrund ist die Gesamtsumme des gesamten Lichts, das von Sternen, Schwarzen Löchern und Galaxien im Universum emittiert wird. Wir stellten jedoch fest, dass es überhaupt nicht ausreichte, die beobachtete Strahlung zu erzeugenRoland Bacon sagt.

Daher war es notwendig, wieder in die MUSE-Daten einzutauchen und sie erneut zu analysieren, um zu einer überraschenden Schlussfolgerung zu gelangen: Die Simulationen zeigen, dass die Filamentbrillanz durch eine Gruppe von Zwerggalaxien verursacht wird, die in den Bildern nicht sichtbar sind. Es sind Milliarden mit einer Masse von weniger als einer Million Sonnenmassen. Es ist also so klein und schlecht beleuchtet, dass es von aktuellen Teleskopen nicht erkannt werden kann. Aber darin erscheinen viele Sterne:In der Tat kann es genug geben, um ein wichtiges Stadium in der Evolution des Universums zu erklären: die Reionisierung„Weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall war das Universum nicht vollständig transparent: Es war mit Wasserstoffnebel gefüllt, der durch die Absorption von ultravioletten Strahlen gekennzeichnet ist, die von sehr kleinen Galaxien emittiert werden. Der Übergang von der dunklen Phase zur Phase von das transparente Universum, das heißt leuchtend „, bemerkt der Forscher. Astronomen nennen es Reionisierung und die Mechanismen. Die fundamentalen Faktoren sind noch nicht vollständig definiert, und die Sterne dieser Milliarden von Galaxien bilden eine potenzielle neue Energiequelle für sie Erklärung, obwohl diese Theorie durch andere Studien verifiziert werden muss.

Die von MUSE beobachteten 2.250 Galaxien des „Kegels“ werden durch das Alter des Universums (in Milliarden von Jahren) dargestellt. Die in dieser Studie untersuchte Periode des jungen Universums (0,8 bis 2,2 Milliarden Jahre nach dem Urknall) ist rot dargestellt. Die 22 dicht gepackten Regionen von Galaxien sind durch graue Rechtecke markiert. Die fünf Regionen, in denen die Filamente abgegrenzt wurden, sind weitgehend blau. Bildnachweis: Roland Bacon / David Marie.

Wie dem auch sei, diese ersten Bilder von kosmischen Filamenten werden es uns ermöglichen, diese Strukturen, die das Skelett des Universums bilden, besser zu verstehen und zu seiner Entwicklung beizutragen. Um es besser zu verstehen, müssen wir uns auch etwas genauer ansehen. “Das bedeutet, jüngere Regionen etwa 3 oder 4 Milliarden Jahre nach dem Urknall zu beobachten. Dafür entwickeln wir ein neues Tool, Blue-Muse, das mehr Spielraum hat und Sie werden etwas mehr Blau bemerken. Je näher wir der Entdeckung des kosmischen Netzes kommen und es mit kürzeren Beobachtungszeiten studierenRoland Bacon erklärt. Aber wie immer ist Geduld erforderlich, da es ungefähr zehn Jahre dauern wird, bis dieses neue Tool erstellt ist.