Astronomen krijgen gewoonlijk informatie over verre sterrenstelsels door middel van hoogenergetische straling, zoals röntgenstraling. Het is uiterst ongewoon om UV-straling met relatief lagere energie te ontvangen van oude sterrenstelsels zoals AUDs01. Dergelijke fotonen met lage energie worden meestal onderweg of door de atmosfeer van de aarde geabsorbeerd. Hubble Tussenruimte Telescoop (HST) is zeer behulpzaam geweest bij het vermijden van effecten van de atmosfeer van de aarde, maar zelfs HST kon hieruit geen signaal detecteren. melkweg waarschijnlijk door lawaai.
Nu, de ultraviolette beeldvorming telescopen op de Indiase satelliet heeft AstroSat voor het eerst extreem UV-licht gedetecteerd melkweg AUDFs01 bevindt zich op een afstand van 9.3 miljard lichtjaar van de aarde, wat opmerkelijk is1.
Vandaag kunnen we kijken naar de universum en zie sterren en sterrenstelsels miljarden jaren geleden gevormd omdat het intergalactische medium transparant is voor licht. Dit was ongeveer de eerste paar honderd miljoen jaar na de oerknal niet het geval. De periode die astronomen Kosmische Donkere Middeleeuwen noemen, was de tijd waarin het intergalactische medium gevuld was met het neutrale gas dat hoogenergetische fotonen absorbeerde en de universum ondoorzichtig voor lichtgolven. Het was de periode vanaf het moment waarop kosmische achtergrondstraling werd uitgezonden tot het moment waarop deze voor het eerst werd uitgezonden sterren en melkweg werden gevormd. De universum ging vervolgens het zogenaamde tijdperk van reionisatie binnen, toen de donkere materie begon in te storten als gevolg van zijn eigen zwaartekracht en uiteindelijk de vorming van de sterren en de sterrenstelsels.
Kosmologen verwijzen naar roodverschuiving z om een kosmisch tijdperk aan te duiden. De huidige tijd wordt aangegeven met z=0 en hoe hoger de z-waarde, dichter bij de oerknal. Z=9 geeft bijvoorbeeld een tijdstip aan waarop universum was 500 miljoen jaar oud en z=19 toen het nog maar 200 miljoen jaar oud was, in de buurt van de donkere middeleeuwen. Bij hogere z-waarden (z ≥ 10) wordt het uiterst moeilijk om een object (ster of ster) te detecteren melkweg) als gevolg van een scherpe afname van de intergalactische mediumtransmissie. Wetenschappers zijn erin geslaagd quasars en sterrenstelsels te observeren tot z ongeveer gelijk aan 6.5. Theorieën suggereren dat de sterren en de sterrenstelsels hadden veel eerder kunnen worden gevormd bij bijvoorbeeld hogere z-waarden, en met de vooruitgang in de technologie zouden we ook zwakkere objecten bij hogere z-waarden moeten kunnen detecteren [2]. Het grootste deel van de detectie van sterrenstelsels is echter beperkt tot ongeveer z=3.5 en wordt gedetecteerd in het röntgenbereik. Het is uiterst moeilijk om de sterren en sterrenstelsels in het extreme ultraviolette gebied te detecteren, omdat dit sterk door de atmosfeer wordt geabsorbeerd.
Een groep wetenschappers onder leiding van Saha van het Interuniversitair Centrum voor Astronomie en Astrofysica (IUCAA) was in staat deze unieke prestatie te bereiken met behulp van Ultraviolet Imaging Telescope (UVIT) aan boord van de Indiase satelliet AstroSat. Zij observeerden de Galaxy AUDFs01 gelegen in de Hubble Extreem diep veld met extreem UV-licht van de melkweg. Dit zou mogelijk kunnen zijn omdat de achtergrondruis in de UVIT-detector veel minder was dan die op HST. De ontdekking is belangrijk omdat het een nieuw domein opent voor de detectie van verre sterrenstelsels in het EUV-bereik.
***
Referenties:
- Saha, K., Tandon, SN, Simmonds, C., Verhamme, A., Paswan A., et al. 2020. AstroSat-detectie van Lyman-continuüm-emissie vanaf az = 1.42 melkweg. Nat Astron (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-020-1173-5
- Miralda-Escudé, J., 2003. De donkere leeftijd van het universum. Wetenschap, 300(5627), blz. 1904-1909. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085325
