Astronomen krijgen meestal te horen van de verre sterrenstelsels door middel van hoogenergetische stralingen zoals röntgenstralen. Het is uiterst ongewoon om relatief lage energie UV-straling te ontvangen van oude sterrenstelsels zoals AUDs01. Dergelijke laagenergetische fotonen worden meestal onderweg of door de aardatmosfeer geabsorbeerd. Hubble Space Telescope (HST) is zeer nuttig geweest bij het vermijden van effecten van de atmosfeer van de aarde, maar zelfs HST kon geen signaal van dit sterrenstelsel detecteren, waarschijnlijk als gevolg van ruis.
Nu, de ultraviolette beeldvorming telescopen op de Indiase satelliet AstroSat heeft voor het eerst extreem UV-licht gedetecteerd van de melkweg AUDFs01 die zich op 9.3 miljard lichtjaar van de aarde bevindt, 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. Het was niet zo gedurende de eerste paar honderd miljoen jaar na de oerknal. De periode die astronomen Cosmic Dark Ages noemen, was de tijd waarin het intergalactische medium werd gevuld met het neutrale gas dat fotonen met hoge energie absorbeerde en het universum ondoorzichtig maakte voor lichtgolven. Het was de periode vanaf het moment dat kosmische achtergrondstraling uitstraalde tot het moment waarop de eerste sterren en melkwegstelsels werden gevormd. Het universum ging toen het tijdperk van reïonisatie binnen, toen de donkere materie begon in te storten als gevolg van zijn eigen zwaartekracht en uiteindelijk de sterren en sterrenstelsels begon te vormen.
Kosmologen verwijzen naar roodverschuiving z om een kosmisch tijdperk aan te duiden. De huidige tijd wordt aangegeven met z=0 en hoger de z-waarde is het dichter bij de oerknal. Z=9 geeft bijvoorbeeld een tijd aan waarin het universum 500 miljoen jaar oud was en z=19 toen het slechts 200 miljoen jaar oud was, in de buurt van Dark Age. Bij hogere z-waarden (z 10) wordt het extreem moeilijk om een object (ster of melkwegstelsel) te detecteren vanwege de scherpe afname van de intergalactische mediumtransmissie. Wetenschappers hebben quasars en sterrenstelsels tot z ongeveer gelijk aan 6.5 kunnen waarnemen. Theorieën suggereren dat de sterren en de sterrenstelsels veel eerder zouden kunnen zijn gevormd bij bijvoorbeeld hogere z-waarden en met vooruitgang in de technologie zouden we ook zwakkere objecten bij hogere z-waarden moeten kunnen detecteren [2]. De meeste detectie van sterrenstelsels is echter beperkt tot ongeveer z=3.5 en wordt gedetecteerd in het röntgenbereik. Het is buitengewoon moeilijk om de sterren en sterrenstelsels in het extreme ultraviolet te detecteren, omdat het sterk wordt geabsorbeerd door de atmosfeer.
Een groep wetenschappers onder leiding van Saha van het Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics (IUCAA) was in staat om deze unieke prestatie te bereiken met behulp van Ultraviolet Imaging Telescope (UVIT) aan boord van de Indiase satelliet AstroSat. Ze observeerden de Galaxy AUDF's01 in het Hubble Extreme Deep-veld met behulp van extreem UV-licht van de melkweg. Het 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-continuümemissie van az = 1.42 melkwegstelsel. 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
