Een internationale samenwerking van astronomen, geleid door een groep van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie (ETH) in Zürich, Zwitserland, heeft de ongeëvenaarde waarnemingskracht van MUSE op de Very Large Telescope (VLT) van de ESO-sterrenwacht op Paranal gebruikt om gas rond verre actieve sterrenstelsels te bestuderen, minder dan twee miljard jaar na de oerknal. Deze actieve sterrenstelsels, quasars genoemd, bevatten superzware zwarte gaten in hun centrum, die sterren verteren, gas, en ander materiaal tegen een extreem hoog tarief. Dit, beurtelings, zorgt ervoor dat het centrum van de melkweg enorme hoeveelheden straling uitstraalt, waardoor quasars de meest lichtgevende en actieve objecten in het heelal zijn.

De studie omvatte 19 quasars, geselecteerd uit de helderste die waarneembaar zijn met MUSE. Eerdere studies hebben aangetoond dat ongeveer 10% van alle onderzochte quasars omgeven was door halo's, gemaakt van gas dat bekend staat als het intergalactische medium. Deze halo's strekken zich uit tot 300.000 lichtjaar van de centra van de quasars. Deze nieuwe studie, echter, heeft voor een verrassing gezorgd, met de detectie van grote halo's rond alle 19 waargenomen quasars - veel meer dan de twee halo's die statistisch werden verwacht. Het team vermoedt dat dit te wijten is aan de enorme toename van de waarnemingskracht van MUSE ten opzichte van eerdere vergelijkbare instrumenten, maar verdere observaties zijn nodig om te bepalen of dit het geval is.

"Het is nog te vroeg om te zeggen of dit te wijten is aan onze nieuwe observatietechniek of dat er iets eigenaardigs is aan de quasars in onze steekproef. Er valt dus nog veel te leren; we staan ​​nog maar aan het begin van een nieuw tijdperk van ontdekkingen", zegt hoofdauteur Elena Borisova, van de ETH Zürich.

Het oorspronkelijke doel van de studie was om de gasvormige componenten van het heelal op de grootste schalen te analyseren; een structuur die soms het kosmische web wordt genoemd, waarin quasars heldere knopen vormen. De gasvormige componenten van dit web zijn normaal gesproken uiterst moeilijk te detecteren, dus de verlichte halo's van gas rond de quasars bieden een bijna unieke kans om het gas binnen deze grootschalige kosmische structuur te bestuderen.

De 19 nieuw ontdekte halo's onthulden nog een andere verrassing:ze bestaan ​​uit relatief koud intergalactisch gas - ongeveer 10.000 graden Celsius. Deze onthulling is in sterke tegenspraak met de momenteel geaccepteerde modellen van de structuur en vorming van sterrenstelsels, wat suggereert dat gas in de nabijheid van sterrenstelsels temperaturen van meer dan een miljoen graden zou moeten hebben.

Het is de eerste keer dat MUSE en zijn unieke observatiemogelijkheden zijn gebruikt voor een dergelijk onderzoek. De ontdekking toont het potentieel van het instrument voor het observeren van dit type object. Co-auteur Sebastiano Cantalupo is erg enthousiast over het nieuwe instrument en de mogelijkheden die het biedt:"We hebben in deze studie gebruik gemaakt van de unieke mogelijkheden van MUSE, die de weg vrijmaken voor toekomstige onderzoeken. Gecombineerd met een nieuwe generatie theoretische en numerieke modellen, deze benadering zal een nieuw venster blijven bieden op de vorming van kosmische structuren en de evolutie van sterrenstelsels."

Dit onderzoek werd gepresenteerd in het artikel "Alomtegenwoordige gigantische Lyα-nevels rond de helderste quasars op z ~ 3,5 onthuld met MUSE", verschijnen in de Astrofysisch tijdschrift .