Una serie di 10 articoli che verranno pubblicati sulla rivista “Astronomy & astrophysics” descrive diversi aspetti dell’indagine spettroscopica più profonda di sempre effettuata con lo strumento MUSE installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO in Cile. Un team internazionale composto da molti ricercatori si è concentrato sul campo ultra-profondo (in inglese Hubble Ultra Deep Field, HUDF) del telescopio spaziale Hubble per misurare distanze e proprietà di 1.600 galassie molto fioche delle quali 72 non erano mai state rilevate prima.

Le immagini del campo ultra-profondo del telescopio spaziale Hubble vennero pubblicate nel 2004. Esse indagavano nelle profondità dello spazio più di quanto fosse stato mai fatto prima rivelando galassie che risalivano fino a un miliardo di anni dopo il Big Bang. Le successive osservazioni di quel tipo migliorarono i risultati ottenendo nel 2012 uno straordinario panorama di galassie.

Queste immagini sono diventare un punto di riferimento per gli astronomi che intendono studiare quell’area di cielo, un’area della costellazione della Fornace. Sono utili per vari studi effettuati successivamente come quello riportato in vari articoli usciti nel settembre 2016 che descrivevano vari aspetti di una campagna di osservazioni effettuata utilizzando il radiotelescopio ALMA per mostrare il rapporto tra il tasso di formazione stellare nelle galassie giovani e la loro massa.

I vari strumenti, sensibili a diverse parti dello spettro elettromagnetico e dotati di diverse caratteristiche, sono utili per ricerche di diverso tipo. MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) può suddividere la luce di ogni punto dell’immagine nei suoi componenti per creare uno spettro. Si tratta di una possibilità che il telescopio spaziale Hubble non ha. Ciò ha permesso ai ricercatori di misurare la distanza, il colore e altre proprietà delle galassie che hanno potuto vedere, incluse alcune invisibili allo stesso Hubble.

Le osservazioni effettuate con MUSE permettono di vedere galassie fioche e molto distanti, fino a 13 miliardi di anni luce. In sostanza, le vediamo com’erano quando l’universo era molto giovane in termini astronomici. Sono incluse galassie 100 volte più fioche rispetto a quelle incluse in indagini precedenti e ciò arricchisce ulteriormente le nostre conoscenze.

Le 72 nuove candidate sono emettitrici di Lyman-alfa, galassie la cui luce brilla solo sulla riga di Lyman-alpha di cui ancora non è chiara l’origine. Per rilevarle serviva uno strumento con le caratteristiche di MUSE perché suddividendo la loro luce nei vari colori le rende subito evidenti.

L’analisi spettroscopica delle galassie osservate permette di rilevarne i contenuti chimici e i movimenti al loro interno in un colpo solo. Allo stesso tempo, questo studio ha permesso di rilevare gli aloni di idrogeno attorno alle galassie nell’universo primordiale, fornendo nuove informazioni per studiare i flussi di materia al loro interno ma anche fuori da esse.

In sostanza, questo studio è stato costruito sulle informazioni prodotte grazie alle immagini del campo ultra-profondo del telescopio spaziale Hubble. Si tratta di uno dei tanti esempi di progressi derivanti dall’uso di nuovi strumenti per esaminare oggetti conosciuti grazie a quelli precedenti.