Universiteit Leiden

nl en

Een stralend heelal

Bij diepe waarnemingen met de MUSE-spectrograaf van de Very Large Telescope van ESO zijn rond verre sterrenstelsels gigantische kosmische reservoirs van atomair waterstof ontdekt. De extreme gevoeligheid van MUSE stelde de onderzoekers in staat om deze vage waterstofwolken in het vroege heelal rechtstreeks waar te nemen. Daarbij is vastgesteld dat bijna de hele nachthemel een onzichtbare gloed vertoont, die uit Lyman-alfa-straling bestaat

Een onzichtbare gloed

Een internationaal team van astronomen publiceerde deze ontdekking in Nature, onder wie Hoogleraar Vorming van sterrenstelsels Joop Schaye en Associate professor Jarle Brinchmann. De onderzoekers ontdekten een onverwachte overvloed aan Lyman-alfa-straling in het zogeheten Hubble Ultra Deep Field, met behulp van het MUSE-instrument van ESO’s Very Large Telescope. Lyman-alfa-straling wordt uitgestraald door een waterstofatoom als zijn elektron van het eerste energieniveau naar het basisenergieniveau vervalt. De ontdekte straling omvatte vrijwel het hele waargenomen gebied. Door middel van extrapolatie komt het team tot de conclusie dat bijna de gehele hemel een onzichtbare gloed van Lyman-alfa-straling uit het vroege heelal vertoont.

De vorming van sterrenstelsels begrijpen

‘Ik begeleidde de Nederlandse inbreng aan het MUSE-instrument en hielp bij het vormgeven van de observatieplannen van het consortium’, vertelt Schaye over zijn bijdrage. ‘Voor dit artikel heb ik geholpen bij de interpretatie van de observaties en het schrijven van het manuscript.’ Hij voegt daaraan toe dat deze ontdekking van groot belang kan zijn: ‘Dit zal ons helpen begrijpen hoe sterrenstelsels zich vormen en groeien.’

Slechts één dimensie

‘Het grootste gedeelte van de materie in het heelal bevindt zich tussen sterrenstelsels’, legt Schaye uit. ‘Dit intergalactische medium is extreem verdund en de straling die het uitzendt is daarom erg zwak en moeilijk te detecteren. Vroeger konden we het gas rondom gewone sterrenstelsels alleen zien door het licht dat het absorbeert van heldere, puntachtige achtergrondobjecten. Doordat deze geschikte achtergrondbronnen zeldzaam zijn, zijn zulke waarnemingen alleen mogelijk langs een klein aantal zichtlijnen. En elke zichtlijn levert 1-dimensionale informatie op, in plaats van een beeld.’

MUSE redder in nood

Dankzij het MUSE-instrument is het nu mogelijk om de emissie te detecteren van het dichtere intergalactische gas, de brandstof voor toekomstige stervorming. ‘MUSE detecteert het gas via de sterkste emissielijn van waterstof, het meest voorkomende element in het heelal’, zegt Schaye. ‘MUSE is zo gevoelig dat de zwakke gloed die het detecteert van gas rondom sterrenstelsels op verschillende afstanden van ons bijna de hele hemel bedekt.

Een zee van gloeiend gas

‘Het opmerkelijke resultaat van deze waarnemingen is dat we met voldoende gevoelige “ogen” zien dat sterrenstelsel in werkelijkheid ingebed zijn in een zee van gloeiend geïoniseerd gas, in plaats van na te denken over sterrenstelsels als kleine eilandjes van licht in een zee van zwartheid’, zegt Brinchmann. Het is van groot belang dat astronomen nu de emissie van het gas kunnen zien dat voorheen slechts in een klein deel van de lucht kon worden bestudeerd in absorptie, stelt Schaye. ‘De emissie geeft ons een veel vollediger beeld van het diffuse gas dat op sterrenstelsels valt. Dit geeft ons inzicht in de vorming van sterrenstelsels en hoe ze groeien.’

Mysterie

Ondanks dat het internationale team van astronomen wel ideeën heeft over waarom deze verre wolken van waterstof Lyman-alfa-straling uitstralen, blijft de precieze oorzaak een mysterie. Maar omdat men denkt dat deze zwakke gloed overal aan de nachthemel aanwezig is, zal verder onderzoek vermoedelijk meer duidelijkheid geven over de oorsprong ervan. ‘In de toekomst zijn we van plan nog geavanceerdere metingen uit te voeren’, zegt teamleider Lutz Wisotzki van het Leibniz Instituut voor Astrofysica Postdam. ‘We willen uitzoeken hoe deze uitgestrekte kosmische reservoirs van atomair waterstof over de ruimte zijn verdeeld.’

Gebaseerd op ESO's persbericht/NOVA's vertaling

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie