Diepe waarnemingen gedaan met de MUSE-spectrograaf van ESO's Very Large Telescope hebben enorme kosmische reservoirs van atomaire waterstof blootgelegd die verre sterrenstelsels omringen. De voortreffelijke gevoeligheid van MUSE maakte directe waarnemingen mogelijk van vage wolken van waterstof die gloeien met Lyman-alfa-emissie in het vroege heelal - en onthulden dat bijna de hele nachtelijke hemel onzichtbaar gloeit.

Een onverwachte overvloed aan Lyman-alfa-emissie in het Hubble Ultra Deep Field (HUDF)-gebied is ontdekt door een internationaal team van astronomen met behulp van het MUSE-instrument van ESO's Very Large Telescope (VLT. De ontdekte emissie bestrijkt bijna het hele gezichtsveld - toonaangevende het team om te extrapoleren dat bijna de hele hemel onzichtbaar gloeit met Lyman-alfa-emissie uit het vroege heelal.

Astronomen zijn er al lang aan gewend dat de hemel er op verschillende golflengten heel anders uitziet, maar de omvang van de waargenomen Lyman-alfa-emissie was nog steeds verrassend. "Beseffen dat de hele lucht optisch gloeit bij het observeren van de Lyman-alfa-emissie van verre waterstofwolken, was een letterlijk eye-openende verrassing, " legde Kasper Borello Schmidt uit, een lid van het team van astronomen achter dit resultaat.

"Dit is een geweldige ontdekking!" toegevoegd teamlid Themiya Nanayakkara. "De volgende keer dat je naar de maanloze nachtelijke hemel kijkt en de sterren ziet, stel je de ongeziene gloed van waterstof voor:de eerste bouwsteen van het universum, verlicht de hele nachtelijke hemel."

Het HUDF-gebied dat het team heeft waargenomen, is een verder onopvallend gebied in het sterrenbeeld Fornax (de Oven), die in 2004 op beroemde wijze in kaart werd gebracht door de NASA/ESA Hubble-ruimtetelescoop, toen Hubble meer dan 270 uur kostbare observatietijd besteedde om dieper dan ooit tevoren in dit gebied van de ruimte te kijken.

De HUDF-waarnemingen onthulden duizenden sterrenstelsels verspreid over wat leek op een donker stukje lucht, geeft ons een nederig beeld van de schaal van het heelal. Nutsvoorzieningen, de uitstekende mogelijkheden van MUSE hebben ons in staat gesteld om nog dieper te kijken. De detectie van Lyman-alfa-emissie in de HUDF is de eerste keer dat astronomen deze zwakke emissie van de gasvormige omhulsels van de vroegste sterrenstelsels hebben kunnen zien. Deze samengestelde afbeelding toont de Lyman-alpha-straling in blauw gesuperponeerd op de iconische HUDF-afbeelding.

MUZE, het instrument achter deze laatste waarnemingen, is een ultramoderne integrale-veldspectrograaf die is geïnstalleerd op Unit Telescope 4 van de VLT van ESO's Paranal-sterrenwacht. Wanneer MUSE de lucht observeert, het ziet de verdeling van golflengten in het licht dat elke pixel in zijn detector treft. Als we naar het volledige spectrum van licht van astronomische objecten kijken, krijgen we diepgaande inzichten in de astrofysische processen die in het heelal plaatsvinden.

"Met deze waarnemingen van MUSE, krijgen we een geheel nieuwe kijk op de diffuse gas 'cocons' die sterrenstelsels in het vroege heelal omringen, " merkte Philipp Richter op, een ander lid van het team.

Het internationale team van astronomen dat deze waarnemingen heeft gedaan, heeft voorlopig vastgesteld waardoor deze verre waterstofwolken Lyman-alpha uitstoten, maar de precieze oorzaak blijft een mysterie. Echter, aangezien men denkt dat deze vage alomtegenwoordige gloed alomtegenwoordig is aan de nachtelijke hemel, toekomstig onderzoek zal naar verwachting licht werpen op de oorsprong ervan.

"In de toekomst, we zijn van plan om nog gevoeligere metingen te doen, " concludeerde Lutz Wisotzki, leider van het team. "We willen de details achterhalen van hoe deze enorme kosmische reservoirs van atomaire waterstof in de ruimte zijn verdeeld."